WO2019039626A1 - Pwm control device of three-phase three-level power conversion device - Google Patents
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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
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Definitions
- the present invention relates to a PWM control apparatus for a three-phase three-level power conversion apparatus, and more particularly, to a PWM control apparatus for a three-phase three-level power conversion apparatus in which two different DC voltages connected in series to a DC- Phase three-level power conversion apparatus capable of improving power quality by reducing harmonic components of alternating-current voltages and alternating currents on the input side and output side even under conditions where the fluctuation of the direct-current voltage exceeds the error range.
- Three-level three-level inverters which are similar to the three-level power converters that are applied to the rectifiers of the battery-related system (BESS, battery energy storage system), photovoltaic power generator, ship rectifier and DC microgrid system, Pole multi-contact switch that selectively outputs the voltage of the three level voltages (V PN , V ON , 0 V) applied from the voltage.
- BESS battery-related system
- Photovoltaic power generator ship rectifier and DC microgrid system
- Pole multi-contact switch that selectively outputs the voltage of the three level voltages (V PN , V ON , 0 V) applied from the voltage.
- Such a three-phase three-level inverter outputs a DC voltage according to a predetermined pattern within a predetermined period as a voltage similar to an AC voltage.
- FIG. 1 is a view for explaining a three-level voltage output state of a general three-phase three-level inverter
- FIG. 2 is a diagram for explaining a configuration of a power conversion system including a general three-
- the two DC input voltages (V C1 , V C2 ) are maintained at voltages of different magnitudes.
- the AC voltage output from the three-phase three-level inverter 10 under the condition that the DC input voltage is different may deteriorate the power quality due to the increased distortion rate and the static and dynamic performance of the entire system including the power conversion device.
- the three-phase three-level inverter 10 must include a voltage balancing controller for maintaining the different DC input voltages at the same voltage within the error range while performing the power conversion function.
- the DC voltage of the solar array or the battery changes greatly in the magnitude of the voltage (V DC ) for a short time depending on the surrounding environment, charging / discharging operation, and installation conditions, and, due to the characteristics of the power conversion system for operating the maximum power, It is impossible to output an AC voltage of stabilized high power quality only by the voltage balancing controller of the level inverter 10.
- the power conversion system includes a three-phase three-level inverter 10, a DC-to-DC converter (Unidirectional / Bidirectional DC-DC Converter) 30 capable of stabilizing a DC voltage and performing a voltage balancing function and a maximum power operation ).
- a DC-to-DC converter Unidirectional / Bidirectional DC-DC Converter
- the present invention relates to a PWM control device of a three-phase three-level power conversion device capable of outputting an AC output voltage of high power quality directly using a different DC input voltage of a three-phase three-level inverter without any additional configuration of a DC power conversion device to provide.
- the PWM controller of the three-phase three-level power conversion apparatus is configured such that when a DC voltage different from the neutral point is applied to the first and second DC input voltages V C1 and V C2 ,
- the first and second carrier signals VCarr1 and VCarr2 are generated and provided so that at least one of the duty ratio, the frequency, and the phase is different according to the magnitude of the first and second DC input voltages,
- a carrier signal generation module for generating a carrier signal;
- a first comparison group, a second comparison group and a third comparison group are formed using a plurality of comparators, a first reference signal (V uRef ) having a difference by a predetermined phase value from the first and second carrier signals, 2 reference signal (V vRef ) and a third reference signal (V wRef ) to the inverted terminals of the first comparison group, the second comparison group and the third comparison group, respectively, (V X -Ref ) of the inverting terminal and the carrier signal of the non-inverting
- the carrier signal generation module generates carrier signals VCarr1 and VCarr2 in the form of triangular waves that are the same as the voltage magnitudes of the first and second DC input voltages V C1 and V C2 , Duty ratio, phase, duty ratio, and phase of the carrier signal.
- the first reference signal V uRef , the second reference signal V vRef , and the third reference signal V wRef have phase differences of 2 ⁇ / 3 from the first and second carrier signals, respectively.
- the gate signal generation module generates 12 gate signals TA1, / TA1, and TA2 for turn-on and turn-off operations of the power switching device by the first comparison group, the second comparison group, TA2, / TA2, TB1, / TB1, TB2, / TB2, TC1, / TC1, TC2, / TC2.
- the second output line includes a NOT gate.
- the AC output voltage V O outputted under the voltage condition of the three level voltages V PN , V ON and 0 V applied from the DC input voltages V C1 and V C2 is the same as the first and second carrier signals VCarr1 (V PN , V ON , 0V) according to the first reference signal (V uRef ), the second reference signal (V vRef ), and the third reference signal (V wRef ) .
- the comparison module compares the first carrier signal VCarr1, which oscillates between V PN and V ON , with a reference voltage to output a gate signal, and the AC output voltage V O is expressed as V And outputs a synthesized voltage using PN and V ON .
- connection terminals TA2, TB2, and TC2 maintain the turn-on state at all times and compare the first carrier signal among the gate signal generation modules to output the voltage of V PN and provide a connection terminal TA1 Off signal is applied to the connection terminals TA1, TB1, and TC1 to output a voltage of V ON , and a turn-off signal is applied to the connection terminals TA1, TB1, and TC1.
- the comparison module determines that V ON And the second carrier signal VCarr2, which is oscillated between 0 V and 0 V, and outputs a gate signal.
- the AC output voltage (V O ) is a voltage synthesized by using V ON and 0 V And outputs the output signal.
- connection terminals TA1, TB1, and TC1 maintain the turn-on state at all times and compare the second carrier signal among the gate signal generation modules to output the voltage of V ON and provide a connection terminal TA2 Off signal is applied to the connection terminals TA2, TB2, and TC2 to output a voltage of 0V, and a turn-off signal is applied to the connection terminals TA1, TB2, and TC2.
- the comparison module compares the reference signal with the carrier signal after the carrier signal is input to the inverting terminal and the reference signal (V X -Ref ) is input to the non-inverting terminal. And provides an output signal for the output signal.
- the PWM controller of the three-phase three-level power inverter of the present invention outputs the AC output voltage of high power quality directly using the different DC input voltage of the three-phase three-level inverter without any additional configuration of the DC power converter Maximum power operation and charge / discharge function can be performed.
- the present invention can reduce the harmonic components of the voltage current output from the three-phase three-level inverter, thereby reducing the size of the output filter, and improve the PWM control performance, reliability, There is an effect that life can be improved.
- 1 is a diagram for explaining a three-level voltage output state of a general three-phase three-level inverter.
- FIG. 2 is a diagram for explaining a configuration of a power conversion system including a general three-phase three-level inverter.
- FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a PWM control apparatus of a three-phase three-level power conversion apparatus according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 4 is a view for explaining an application state of a gate signal of the gate signal generation module of FIG.
- FIG. 5 is a view for explaining the operation of the PWM controller of the three-phase three-level power conversion apparatus according to the embodiment of the present invention.
- FIG. 6 is a diagram for explaining a state in which a reference signal according to an embodiment of the present invention passes through a region of the DC input voltage VC1.
- FIG. 7 is a view for explaining a state in which a reference signal according to an embodiment of the present invention passes through a region of the DC input voltage VC2.
- FIG. 8 is a view for explaining a waveform of a first simulation result of a PWM control apparatus of a three-phase three-level power conversion apparatus according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 8 is a view for explaining a waveform of a second simulation result of the PWM controller of the three-phase three-level power conversion apparatus according to the embodiment of the present invention.
- FIG. 3 is a view for explaining a configuration of a PWM control device of a three-phase three-level power conversion apparatus according to an embodiment of the present invention
- FIG. 4 is a view for explaining an application state of a gate signal of the gate signal generation module of FIG. to be.
- the PWM control apparatus of the three-phase three-level power conversion apparatus includes a carrier signal generation module 110, a comparison module 120, and a gate signal generation module 130.
- the carrier signal generation module 110 detects the DC input voltage when a DC voltage different from the neutral point is applied to the DC input voltage V C1 and V C2 and detects a duty ratio and a frequency according to the magnitude of the detected DC input voltage. And phases of the carrier signals VCarr1 and VCarr2 are different from each other.
- the carrier signal generation module 110 generates first and second carrier signals VCarr1 and VCarr2 in the form of a triangle wave having the same voltage magnitude as the DC input voltages V C1 and V C2 of the three-phase three-level inverter And generates a carrier signal by varying at least one of the duty ratio frequency and phase of the carrier signal according to each voltage magnitude.
- the comparison module 120 uses the plurality of comparators to compare the first comparison group A1 and the second comparison group 121 and the second comparison group B1 and B2 122 and the third comparison group C1, And outputs a first reference signal V uRef , a second reference signal V vRef , and a third reference signal V wRef , which are different from each other by a predetermined phase value, to the first comparison group 121,
- the second comparison group 122, and the third comparison group 123, and a plurality of carrier signals are input to the first comparison group 121, the second comparison group 122, and the third comparison group 123 123) comparing a carrier signal of a reference signal (V X -Ref) and the non-inverting terminal of the inverting terminal and then inputted to the non-inverting terminal of the samples to provide an output signal to the state high / low (high / low).
- X of the reference signal (V X - Ref ) means U, V, W.
- the first reference signal V uRef , the second reference signal V vRef , and the third reference signal V wRef have phase differences of 2 ⁇ / 3 with respect to the first and second carrier signals, respectively.
- the first comparison group 121, the second comparison group 122 and the third comparison group 123 are composed of two comparators per group, and the first reference signal V uRef is input to the first comparison group 121 and, first and a second reference signal (V vRef) input to the second comparison group 122, the third reference signal (V wRef) compared to group 3 (123) is input.
- the comparison module 120 may receive the reference signal V X -Ref at the non-inverting terminal and the carrier signal at the inverting terminal. However, signals of the same type are inputted to the non-inverting and inverting terminals of all the comparators of the comparing module 120, respectively.
- the gate signal generating module 130 may be configured such that the first output line L1 and the second output line L2 are connected to the output terminal of the comparison module 120 and the first output line L1 is connected to the output of the comparison module 120 (IGBT) 140, and the second output line L2 applies a second gate signal having a complementary relationship to the first gate signal to the power switching element 140 .
- the gate signal generating module 130 performs the turn-on operation and the turn-off operation of the power switching element 140 by the first comparison group 121, the second comparison group 122 and the third comparison group 123 / TA1, / TA2, / TA2, TB1, / TB1, TB2, / TB2, TC1, / TC1, TC2 and / TC2.
- the three-phase three-level inverter includes a plurality of power switching elements 140.
- the power switching element 140 is provided with the first gate signals TA1, TA2, TB1, TB2, TC1 and TC2 through the first output line L1 and the second output line L2 includes the NOT gate / TA1, / TA2, / TB1, / TB2, / TC1 and / TC2 having a complementary relationship with the first gate signal.
- FIG. 5 is a view for explaining the operation of the PWM controller of the three-phase three-level power conversion apparatus according to the embodiment of the present invention.
- the PWM controller of the three-phase three-level power inverter detects two different DC input voltages V C1 and V C2 on the input side in the carrier signal generation module 110, And generates first and second carrier signals in the form of a triangle wave corresponding to each voltage magnitude of the voltage. (S1, S2)
- the comparison module 120 compares the first and second carrier signals with a first reference signal V uRef , a second reference signal V vRef , and a third reference signal V wRef , each of which has a phase difference of 2? / 3 And outputs the amplified output signal (H or L) according to the comparison result. (S3)
- FIG. 6 is a view for explaining a state in which the reference signal according to the embodiment of the present invention passes through the region of the DC input voltage V C1 .
- the comparator of A1, B1, and C1 outputs a gate signal by comparing the first carrier signal VCarr1, which oscillates between V PN and V ON , with a reference voltage, and the ac output voltage V O is expressed by the following equation .
- a reference signal (V X _Ref) a first carrier signal (VCarr1) while passing through the area, as shown in equation (2), the second carrier signal (VCarr2) gate signal TA2, TB2, TC2 for providing an output signal by comparing the The gate signals of TA1, TB1, and TC1 for comparing the first carrier signals to output an output signal to maintain the turn-on state at all times and output the voltage of V PN apply a turn-on signal, and V ON
- the gate signals of TA1, TB1, and TC1 apply the turn-off signal to output the voltage of the transistors TA1, TB1, and TC1.
- the slope of the first carrier signal (V C1 / T S ) and the slope of the carrier signal higher than the reference signal during the T1 time are the same during the entire switching time (TS) of one period,
- FIG. 7 is a view for explaining a state in which a reference signal according to an embodiment of the present invention passes through a region of a DC input voltage V C2 .
- V X _Ref is passing through the second carrier signal (VCarr2) region
- TA1 for providing an output signal by comparing a first carrier signal (VCarr1) and the reference signal as shown in Equation 7, TB1, TC1
- the gate signals of TA2, TB2, and TC2 to compare the second carrier signals to output the voltage of V ON and to provide the output signals maintain a turn-on state at all times, and apply a turn-on signal
- the gate signals of TA2, TB2, and TC2 apply a turn-off signal to output a voltage of 0V.
- V C2 / T S The slope (V C2 / T S ) of the second carrier signal and the slope of the carrier signal higher than the reference signal during the T1 time are the same during the entire switching time (TS) of one period, so that a relationship as shown in Equation (8) is established.
- the PWM switching table for the 12 gate signals according to the AC output voltage (VO) is shown in Table 1 below.
- FIG. 8 is a view for explaining a waveform of a first simulation result of the PWM control apparatus of the three-phase three-level power conversion apparatus according to the embodiment of the present invention
- FIG. 8 is a diagram illustrating waveforms of three- Fig. 8 is a diagram for explaining a waveform of a second simulation result of the PWM control device of the conversion apparatus; Fig.
- the three-phase currents I A , I B , and I C output from the three-phase three-level inverter have sinusoidal fundamental waveforms irrespective of the different DC input voltages .
- the voltage (V AN) is the output voltage relative to the 0V
- the average voltage (V AN-Avg) may also be found to have a sinusoidal base waveform.
- V AB represents the line voltage of the three-phase output voltage.
- the harmonics of the output voltage and current are reduced and the linearity of the three-phase three-level inverter is increased regardless of the different DC input voltage conditions .
- the PWM controller of the three-phase three-level power inverter of the present invention can be equally applied to a solar inverter constituted by three-phase three-level, a charge / discharge converter of a battery-connected system, a rectifier of a DC microgrid system, and a rectifier for a ship .
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Abstract
The present invention relates to a PWM control device of three-phase three-level power conversion device, and comprises a carrier signal generation module which detects first and second DC input voltages (VC1, VC2) when DC voltages which are different with respect to a neutral point are applied to the first and second DC input voltages, and generates and provides first and second carrier signals (VCarr1 and VCarr2) such that at least one of a duty cycle, a frequency, and a phase is different according to the magnitudes of the first and second DC input voltages; a comparison module which forms a first comparison group, a second comparison group, and the third comparison group, using the plurality of comparators, inputs a first reference signal (VuRef), a second reference signal (VvRef), and a third reference signal (VwRef) having a difference from the first and second carrier signals by a predetermined phase value into inverting terminals of the first comparison group, the second comparison group, and the third comparison group, respectively, and when the plurality of carrier signals are input into the non-inverting terminals of the first comparison group, the second comparison group, and the third comparison group, the reference signal (VX-Ref) of the inverting terminal is compared with the carrier signal of the non-inverting terminal and providing an output signal with respect to a high/low state; a gate signal generation module in which a first output line and a second output line are connected to an output-end of the comparison module, the first output line applies an output signal of the comparison module to a power switching element as a first gate signal, and the second output line applies a second gate signal having a complementary relationship to the first gate signal to the power switching element. Accordingly, the present invention can perform maximum power operation and charge/discharge functions while outputting an AC output voltage of high power quality by directly using a different DC input voltage of a three-phase three-level inverter without any additional features such as a DC power conversion device, reduce the size of an output filter by reducing the harmonic components of the voltage current output from the three-phase three-level inverter, and improve the PWM control performance, reliability, and lifetime as the linearity of the three-phase three-level inverter increases.
Description
본 발명은 3상 3레벨 전력변환장치의 PWM 제어 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 3상 3레벨 전력변환장치의 DC-Link 측에 직렬 연결된 서로 다른 2개의 직류전압이 인가되거나, 또는 인가되는 직류전압의 변동이 오차범위를 초과한 조건에서도 입력측 및 출력측의 교류전압과 교류 전류의 고조파 성분을 저감하여 전력 품질을 향상시킬 수 있는 3상 3레벨 전력변환장치의 PWM 제어 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a PWM control apparatus for a three-phase three-level power conversion apparatus, and more particularly, to a PWM control apparatus for a three-phase three-level power conversion apparatus in which two different DC voltages connected in series to a DC- Phase three-level power conversion apparatus capable of improving power quality by reducing harmonic components of alternating-current voltages and alternating currents on the input side and output side even under conditions where the fluctuation of the direct-current voltage exceeds the error range.
배터리 연계 시스템(BESS, Battery Energy Storage System), 태양광발전장치, 선박용 정류기 및 DC 마이크로그리드 시스템의 정류기에 유사하게 적용되는 3레벨 전력변환장치 중 대표적인 3상 3레벨 인버터는 직렬 연결된 2개의 직류입력전압에서 인가되는 3레벨 전압(VPN, VON, 0V)의 전압을 선택적으로 출력하는 단일 폴 다중 접점 스위치와 유사하게 동작한다. 이러한 3상 3레벨 인버터는 일정한 주기 내에 정해진 패턴(Pattern)에 따라 직류전압을 교류전압과 유사한 전압으로 출력하는 것이다.Three-level three-level inverters, which are similar to the three-level power converters that are applied to the rectifiers of the battery-related system (BESS, battery energy storage system), photovoltaic power generator, ship rectifier and DC microgrid system, Pole multi-contact switch that selectively outputs the voltage of the three level voltages (V PN , V ON , 0 V) applied from the voltage. Such a three-phase three-level inverter outputs a DC voltage according to a predetermined pattern within a predetermined period as a voltage similar to an AC voltage.
도 1은 일반적인 3상 3레벨 인버터의 3레벨 전압 출력 상태를 설명하는 도면이고, 도 2는 일반적인 3상 3레벨 인버터를 포함한 전력 변환 시스템의 구성을 설명하는 도면이다. FIG. 1 is a view for explaining a three-level voltage output state of a general three-phase three-level inverter, and FIG. 2 is a diagram for explaining a configuration of a power conversion system including a general three-
도 1 및 도 2를 참고하면, 3상 3레벨 인버터(10)는 입력 측에 2개 이상의 커패시터로 이루어진 DC-Link(20)를 이용해 구성되고, 중성점(O)을 기준으로 상이한 직류전압(VC1=VPN-VON, VC2=VON)이 직류입력전압으로 인가된다. 1 and 2, the three-phase three-level inverter 10 is configured using a DC-Link 20 having two or more capacitors on the input side, and a DC voltage V C1 = V PN -V ON , V C2 = V ON ) is applied to the DC input voltage.
반면에 태양광(Photo-Voltaic, PV) 어레이(Array) 또는 배터리에서 DC-Link(20)로 인가되는 직류전압은 중성점이 무시되는 전체 직류전압(VC1+VC2=VPN)이 인가되므로 두 개의 직류입력전압(VC1, VC2)은 상이한 크기의 전압으로 유지된다. On the other hand, the DC voltage applied to the DC-Link 20 from a photovoltaic (PV) array or battery is applied with the entire DC voltage (V C1 + V C2 = V PN ) in which the neutral point is ignored The two DC input voltages (V C1 , V C2 ) are maintained at voltages of different magnitudes.
직류입력전압이 상이한 조건에서 3상 3레벨 인버터(10)에서 출력되는 교류전압은 왜곡률 심화에 따른 전력품질 악화와 전력변환장치를 포함한 전체 시스템의 정적, 동적 성능의 저하시키는 문제점이 있다. The AC voltage output from the three-phase three-level inverter 10 under the condition that the DC input voltage is different may deteriorate the power quality due to the increased distortion rate and the static and dynamic performance of the entire system including the power conversion device.
이러한 문제점을 해결하기 위해 3상 3레벨 인버터(10)는 전력변환 기능을 수행하는 동안 상이한 직류입력전압을 오차범위 내의 동일한 전압으로 유지하기 위한 전압 밸런싱(Balancing) 제어기가 필수로 포함되어야 한다. To solve this problem, the three-phase three-level inverter 10 must include a voltage balancing controller for maintaining the different DC input voltages at the same voltage within the error range while performing the power conversion function.
그러나 태양광 어레이 또는 배터리의 직류전압은 주변 환경, 충/방전동작, 설치조건에 따라 짧은 시간 동안 전압(VDC)크기의 변화가 크고, 최대 전력을 운용하기 위한 전력변환시스템의 특성상 3상 3레벨 인버터(10)의 전압 밸런싱 제어기만으로 안정화된 높은 전력품질의 교류전압을 출력하는 것이 불가능하다. However, the DC voltage of the solar array or the battery changes greatly in the magnitude of the voltage (V DC ) for a short time depending on the surrounding environment, charging / discharging operation, and installation conditions, and, due to the characteristics of the power conversion system for operating the maximum power, It is impossible to output an AC voltage of stabilized high power quality only by the voltage balancing controller of the level inverter 10. [
따라서 일반적으로 전력변환시스템은 3상 3레벨 인버터(10) 외에 직류전압을 안정화시켜 전압 밸런싱 기능 수행과 최대전력 운용에 도움을 줄 수 있는 직류전력변환장치(Unidirectional/Bidirectional DC-DC Converter)(30)를 함께 구성하고 있다. Therefore, in general, the power conversion system includes a three-phase three-level inverter 10, a DC-to-DC converter (Unidirectional / Bidirectional DC-DC Converter) 30 capable of stabilizing a DC voltage and performing a voltage balancing function and a maximum power operation ).
국내외적으로 상이한 직류입력전압을 오차 범위 내의 동일 전압으로 제어하기 위한 다수의 전력변환기술과 직류입력전압이 오차범위 이내의 안정된 조건에서의 3레벨 인버터의 스위칭 방법 등이 연구되고 있으나, 사실상 상이한 직류입력전압을 직접 이용해 높은 전력품질의 교류전압을 출력하는 기술은 아직까지 제공되지 못하고 있는 실정이다. There are many power conversion techniques for controlling DC input voltages that are different from each other within the tolerance range, and switching methods for three-level inverters within a stable range of DC input voltage within a tolerance range. However, A technique for outputting an AC voltage of high power quality directly using an input voltage has not yet been provided.
본 발명은 직류전력변환장치 등의 추가되는 구성없이 3상 3레벨 인버터의 상이한 직류입력전압을 직접 이용하여 높은 전력품질의 교류출력전압을 출력할 수 있는 3상 3레벨 전력변환장치의 PWM 제어 장치을 제공한다. The present invention relates to a PWM control device of a three-phase three-level power conversion device capable of outputting an AC output voltage of high power quality directly using a different DC input voltage of a three-phase three-level inverter without any additional configuration of a DC power conversion device to provide.
실시예들 중에서, 3상 3레벨 전력변환장치의 PWM 제어 장치는, 중성점을 기준으로 상이한 직류 전압이 제1 및 제2 직류입력전압(VC1, VC2)으로 인가되면 상기 제1 및 제2 직류 입력전압을 검출하고, 상기 제1 및 제2 직류입력 전압의 크기에 따라 듀티비, 주파수, 위상 중 적어도 하나 이상이 상이해지도록 제1 및 제2 캐리어 신호(VCarr1, VCarr2)를 생성하여 제공하는 캐리어신호 발생 모듈; 복수 개의 비교기를 이용해 제1 비교그룹, 제2 비교그룹 및 제3 비교 그룹을 형성하고, 상기 제1 및 제2 캐리어 신호와 기설정된 위상값만큼 차이를 가지는 제1 기준신호(VuRef), 제2 기준 신호(VvRef) 및 제3 기준 신호(VwRef)를 상기 제1 비교그룹, 제2 비교그룹 및 제3 비교그룹의 반전 단자에 각각 입력되며, 상기 복수 개의 캐리어 신호를 상기 제1 비교그룹, 제2 비교그룹 및 제3 비교그룹의 비반전단자에 각각 입력되면 상기 반전 단자의 기준 신호(VX
-Ref)와 비반전 단자의 캐리어 신호를 비교하여 하이/로우(High/Low) 상태에 대한 출력신호를 제공하는 비교 모듈; 및 상기 비교 모듈의 출력단에 제1 출력라인과 제2 출력라인이 연결되고, 상기 제1 출력라인은 상기 비교 모듈의 출력 신호를 전력 스위칭 소자에 제1 게이트 신호로 인가하고, 상기 제2 출력라인은 상기 제1 게이트 신호와 상보적 관계를 가지는 제2 게이트 신호를 상기 전력 스위칭 소자에 인가하는 게이트신호 발생 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다. Among the embodiments, the PWM controller of the three-phase three-level power conversion apparatus is configured such that when a DC voltage different from the neutral point is applied to the first and second DC input voltages V C1 and V C2 , The first and second carrier signals VCarr1 and VCarr2 are generated and provided so that at least one of the duty ratio, the frequency, and the phase is different according to the magnitude of the first and second DC input voltages, A carrier signal generation module for generating a carrier signal; A first comparison group, a second comparison group and a third comparison group are formed using a plurality of comparators, a first reference signal (V uRef ) having a difference by a predetermined phase value from the first and second carrier signals, 2 reference signal (V vRef ) and a third reference signal (V wRef ) to the inverted terminals of the first comparison group, the second comparison group and the third comparison group, respectively, (V X -Ref ) of the inverting terminal and the carrier signal of the non-inverting terminal are compared with each other to determine a high / low (High / Low) state A comparison module for providing an output signal to the output module; And a first output line and a second output line are connected to an output terminal of the comparison module, the first output line applies an output signal of the comparison module to a power switching element as a first gate signal, And a gate signal generation module for applying a second gate signal having a complementary relationship with the first gate signal to the power switching element.
상기 캐리어신호 발생 모듈은, 상기 제1 및 제2 직류입력전압(VC1, VC2)의 전압 크기와 동일한 삼각파 형태의 캐리어 신호(VCarr1, VCarr2)를 생성하고, 각 전압 크기에 따라 캐리어 신호의 듀티비 주파수, 위상 중 하나 이상을 변화시켜 캐리어 신호를 생성하는 것을 특징으로 한다. The carrier signal generation module generates carrier signals VCarr1 and VCarr2 in the form of triangular waves that are the same as the voltage magnitudes of the first and second DC input voltages V C1 and V C2 , Duty ratio, phase, duty ratio, and phase of the carrier signal.
상기 제1 기준신호(VuRef), 제2 기준 신호(VvRef) 및 제3 기준 신호(VwRef)는 제1 및 제2 캐리어 신호와 각각 2π/3의 위상 차이를 가지는 것을 특징으로 한다. The first reference signal V uRef , the second reference signal V vRef , and the third reference signal V wRef have phase differences of 2π / 3 from the first and second carrier signals, respectively.
상기 제1 비교 그룹, 제2 비교그룹 및 제3 비교그룹은 그룹당 2개의 비교기를 포함하고, 상기 제1 비교 그룹에 제1 기준신호(VuRef)가 입력되고, 제2 비교그룹에 제2 기준신호(VvRef)가 입력되며, 제3 비교그룹에 제3 기준 신호(VwRef)가 입력되는 것을 특징으로 한다. A second reference to the first comparison group, the second comparative group, and the third comparative group, and the first reference signal (V uRef) input to include two comparators per group, and the first comparison group, the second comparative group and the signal (V vRef) input, the is characterized in that the third reference signal (V wRef) input to the third comparison group.
상기 게이트신호 발생 모듈은, 상기 제1 비교 그룹, 제2 비교그룹 및 제3 비교그룹에 의해 상기 전력 스위칭 소자의 턴-온 동작과 턴-오프 동작을 위한 12개의 게이트 신호(TA1, /TA1, TA2, /TA2, TB1, /TB1, TB2, /TB2, TC1, /TC1, TC2, /TC2)를 출력하는 것을 특징으로 한다. The gate signal generation module generates 12 gate signals TA1, / TA1, and TA2 for turn-on and turn-off operations of the power switching device by the first comparison group, the second comparison group, TA2, / TA2, TB1, / TB1, TB2, / TB2, TC1, / TC1, TC2, / TC2.
상기 제2 출력라인은 NOT 게이트를 포함하는 것을 특징으로 한다. And the second output line includes a NOT gate.
상기 직류입력전압(VC1, VC2)에서 인가되는 3레벨 전압(VPN, VON, 0V)의 전압 조건에서 출력하는 교류 출력 전압(VO)은 상기 제1 및 제2 캐리어 신호(VCarr1, VCarr2)의 영역을 지나는 상기 제1 기준신호(VuRef), 제2 기준 신호(VvRef) 및 제3 기준 신호(VwRef)에 따라 3레벨 전압(VPN, VON, 0V)을 이용하여 합성되는 것을 특징으로 한다. The AC output voltage V O outputted under the voltage condition of the three level voltages V PN , V ON and 0 V applied from the DC input voltages V C1 and V C2 is the same as the first and second carrier signals VCarr1 (V PN , V ON , 0V) according to the first reference signal (V uRef ), the second reference signal (V vRef ), and the third reference signal (V wRef ) .
상기 제1 기준신호(VuRef), 제2 기준 신호(VvRef) 및 제3 기준 신호(VwRef)가 제1 직류 입력전압(VC1)을 지나는 경우, 즉 VPN〈VX
_Ref〈VON
이면 상기 비교 모듈은 VPN 과 VON 사이를 왕복하는 제1 캐리어 신호(VCarr1)와 기준 전압을 비교하여 게이트 신호를 출력하고, 상기 교류 출력 전압(VO)은 하기한 수학식 1과 같이 VPN과 VON을 이용해 합성된 전압을 출력하는 것을 특징으로 한다. When the first reference signal V uRef , the second reference signal V vRef , and the third reference signal V wRef pass the first DC input voltage V C1 , that is, V PN <V X _Ref <V ON The comparison module compares the first carrier signal VCarr1, which oscillates between V PN and V ON , with a reference voltage to output a gate signal, and the AC output voltage V O is expressed as V And outputs a synthesized voltage using PN and V ON .
상기 기준 신호(VX
_Ref)가 제1 캐리어 신호(VCarr1) 영역을 지나는 동안에, 하기한 수학식 2와 같이 상기 게이트신호 발생 모듈 중 상기 제2 캐리어 신호(VCarr2)를 비교하여 출력신호를 제공하는 연결 단자(TA2, TB2, TC2)는 상시 턴-온 상태를 유지하고, VPN의 전압을 출력하기 위해 상기 게이트신호 발생 모듈 중 상기 제1 캐리어 신호를 비교하여 출력신호를 제공하는 연결 단자(TA1, TB1, TC1)에 턴-온 신호가 인가되고, VON의 전압 출력하기 위해 상기 연결 단자(TA1, TB1, TC1)에 턴-오프 신호가 인가되는 것을 특징으로 한다. To the reference signal (V X _Ref) compares the first carrier signal and the second carrier signal (VCarr2) of the gate signal generating module, such as during passing through the (VCarr1) area, to the equation (2) providing an output signal The connection terminals TA2, TB2, and TC2 maintain the turn-on state at all times and compare the first carrier signal among the gate signal generation modules to output the voltage of V PN and provide a connection terminal TA1 Off signal is applied to the connection terminals TA1, TB1, and TC1 to output a voltage of V ON , and a turn-off signal is applied to the connection terminals TA1, TB1, and TC1.
상기 제1 기준신호(VuRef), 제2 기준 신호(VvRef) 및 제3 기준 신호(VwRef)가 제2 직류 입력전압(VC2)을 지나는 경우, 즉 VoN〈VX
_Ref〈0V 이면 상기 비교 모듈은 VON
과 0V 사이를 왕복하는 제2 캐리어 신호(VCarr2)와 기준 전압을 비교하여 게이트 신호를 출력하고, 상기 교류 출력 전압(VO)은 하기한 수학식 6과 같이 VON과 0V을 이용해 합성된 전압을 출력하는 것을 특징으로 한다.When the first reference signal V uRef , the second reference signal V vRef , and the third reference signal V wRef pass the second DC input voltage V C2 , that is, V oN <V X _Ref <0 V The comparison module determines that V ON And the second carrier signal VCarr2, which is oscillated between 0 V and 0 V, and outputs a gate signal. The AC output voltage (V O ) is a voltage synthesized by using V ON and 0 V And outputs the output signal.
상기 기준 신호(VX
_Ref)가 제2 캐리어 신호(VCarr2) 영역을 지나는 동안에, 하기한 수학식 7과 같이 상기 게이트신호 발생 모듈 중 상기 제1 캐리어 신호(VCarr1)를 비교하여 출력신호를 제공하는 연결 단자(TA1, TB1, TC1)는 상시 턴-온 상태를 유지하고, VON의 전압을 출력하기 위해 상기 게이트신호 발생 모듈 중 상기 제2 캐리어 신호를 비교하여 출력신호를 제공하는 연결 단자(TA2, TB2, TC2)에 턴-온 신호가 인가되고, 0V의 전압 출력하기 위해 상기 연결 단자(TA2, TB2, TC2)에 턴-오프 신호가 인가되는 것을 특징으로 한다. During the reference signal (V X _Ref) is passing through the second carrier signal (VCarr2) region, to one as compared to the first carrier signal (VCarr1) of the gate signal generating module as shown in equation (7) providing an output signal The connection terminals TA1, TB1, and TC1 maintain the turn-on state at all times and compare the second carrier signal among the gate signal generation modules to output the voltage of V ON and provide a connection terminal TA2 Off signal is applied to the connection terminals TA2, TB2, and TC2 to output a voltage of 0V, and a turn-off signal is applied to the connection terminals TA1, TB2, and TC2.
상기 비교모듈은 상기 반전 단자에 캐리어 신호가 입력되고, 상기 비반전 단자에 기준 신호(VX
-Ref)가 입력된 후 상기 기준 시호와 캐리어 신호를 비교하여 하이/로우(High/Low) 상태에 대한 출력신호를 제공하는 것을 특징으로 한다. The comparison module compares the reference signal with the carrier signal after the carrier signal is input to the inverting terminal and the reference signal (V X -Ref ) is input to the non-inverting terminal. And provides an output signal for the output signal.
본 발명의 3상 3레벨 전력변환장치의 PWM 제어 장치는, 직류전력변환장치 등의 추가되는 구성없이 3상 3레벨 인버터의 상이한 직류입력전압을 직접 이용하여 높은 전력품질의 교류출력전압을 출력하면서 최대 전력운용 및 충방전 기능을 수행할 수 있는 효과가 있다.The PWM controller of the three-phase three-level power inverter of the present invention outputs the AC output voltage of high power quality directly using the different DC input voltage of the three-phase three-level inverter without any additional configuration of the DC power converter Maximum power operation and charge / discharge function can be performed.
또한, 본 발명은 3상 3레벨 인버터에서 출력되는 전압 전류의 고조파 성분이 저감되고, 그에 따라 출력 필터의 크기를 감소시킬 수 있으며, 3상 3레벨 인버터의 선형성 증가에 따라 PWM 제어 성능, 신뢰성 및 수명이 향상될 수 있는 효과가 있다. Further, the present invention can reduce the harmonic components of the voltage current output from the three-phase three-level inverter, thereby reducing the size of the output filter, and improve the PWM control performance, reliability, There is an effect that life can be improved.
도 1은 일반적인 3상 3레벨 인버터의 3레벨 전압 출력 상태를 설명하는 도면이다.1 is a diagram for explaining a three-level voltage output state of a general three-phase three-level inverter.
도 2는 일반적인 3상 3레벨 인버터를 포함한 전력 변환 시스템의 구성을 설명하는 도면이다. 2 is a diagram for explaining a configuration of a power conversion system including a general three-phase three-level inverter.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3상 3레벨 전력변환장치의 PWM 제어 장치의 구성을 설명하는 도면이다. 3 is a diagram illustrating a configuration of a PWM control apparatus of a three-phase three-level power conversion apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 4는 도 3의 게이트신호 발생모듈의 게이트 신호의 인가 상태를 설명하는 도면이다.4 is a view for explaining an application state of a gate signal of the gate signal generation module of FIG.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 3상 3레벨 전력변환장치의 PWM 제어 장치의 동작을 설명하는 도면이다.5 is a view for explaining the operation of the PWM controller of the three-phase three-level power conversion apparatus according to the embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기준 신호가 직류입력전압(VC1)의 영역을 통과하는 상태를 설명하는 도면이다. 6 is a diagram for explaining a state in which a reference signal according to an embodiment of the present invention passes through a region of the DC input voltage VC1.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기준 신호가 직류입력전압(VC2)의 영역을 통과하는 상태를 설명하는 도면이다. 7 is a view for explaining a state in which a reference signal according to an embodiment of the present invention passes through a region of the DC input voltage VC2.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 3상 3레벨 전력변환장치의 PWM 제어 장치의 제1 시뮬레이션 결과 파형을 설명하는 도면이다.FIG. 8 is a view for explaining a waveform of a first simulation result of a PWM control apparatus of a three-phase three-level power conversion apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 3상 3레벨 전력변환장치의 PWM 제어 장치의 제2 시뮬레이션 결과 파형을 설명하는 도면이다.8 is a view for explaining a waveform of a second simulation result of the PWM controller of the three-phase three-level power conversion apparatus according to the embodiment of the present invention.
본 발명에 기재된 실시예 및 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 표현하는 것은 아니므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예 및 도면에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.The scope of the present invention is not limited to the embodiments and drawings described in the present specification, and the scope of the present invention is not limited to these embodiments. Should not be construed as limited by That is, the embodiments are to be construed as being variously embodied and having various forms, so that the scope of the present invention should be understood to include equivalents capable of realizing technical ideas. Also, the purpose or effect of the present invention should not be construed as limiting the scope of the present invention, since it does not mean that a specific embodiment should include all or only such effect.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.All terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined. Commonly used predefined terms should be interpreted to be consistent with the meanings in the context of the relevant art and can not be construed as having ideal or overly formal meanings which are not expressly defined in the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 3상 3레벨 전력변환장치의 PWM 제어 장치의 구성을 설명하는 도면이고, 도 4는 도 3의 게이트신호 발생모듈의 게이트 신호의 인가 상태를 설명하는 도면이다.3 is a view for explaining a configuration of a PWM control device of a three-phase three-level power conversion apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a view for explaining an application state of a gate signal of the gate signal generation module of FIG. to be.
도 3 및 도 4를 참고하면, 3상 3레벨 전력변환장치의 PWM 제어 장치는, 캐리어신호 발생모듈(110), 비교모듈(120) 및 게이트신호 발생모듈(130)을 포함한다.3 and 4, the PWM control apparatus of the three-phase three-level power conversion apparatus includes a carrier signal generation module 110, a comparison module 120, and a gate signal generation module 130.
캐리어신호 발생모듈(110)은 중성점을 기준으로 상이한 직류 전압이 직류입력전압(VC1, VC2)으로 인가되면 직류 입력전압을 검출하고, 검출된 상이한 직류입력 전압의 크기에 따라 듀티비, 주파수, 위상 중 적어도 하나 이상이 상이해지도록 복수 개의 캐리어 신호VCarr1, VCarr2)를 생성하여 제공한다.The carrier signal generation module 110 detects the DC input voltage when a DC voltage different from the neutral point is applied to the DC input voltage V C1 and V C2 and detects a duty ratio and a frequency according to the magnitude of the detected DC input voltage. And phases of the carrier signals VCarr1 and VCarr2 are different from each other.
즉, 캐리어신호 발생모듈(110)은 3상 3레벨 인버터의 서로 다른 직류입력전압(VC1, VC2)의 전압 크기와 동일한 삼각파 형태의 제1 및 제2 캐리어 신호(VCarr1, VCarr2)를 생성하고, 각 전압 크기에 따라 캐리어 신호의 듀티비 주파수, 위상 중 하나 이상을 변화시켜 캐리어 신호를 생성한다. That is, the carrier signal generation module 110 generates first and second carrier signals VCarr1 and VCarr2 in the form of a triangle wave having the same voltage magnitude as the DC input voltages V C1 and V C2 of the three-phase three-level inverter And generates a carrier signal by varying at least one of the duty ratio frequency and phase of the carrier signal according to each voltage magnitude.
비교모듈(120)은 복수 개의 비교기를 이용해 제1 비교그룹(A1, A2)(121), 제2 비교그룹(B1, B2)(122) 및 제3 비교 그룹(C1, C2)(123)을 형성하고, 복수 개의 캐리어 신호와 기설정된 위상값만큼 차이를 가지는 제1 기준신호(VuRef), 제2 기준 신호(VvRef) 및 제3 기준 신호(VwRef)를 제1 비교그룹(121), 제2 비교그룹(122) 및 제3 비교그룹(123)의 반전 단자에 각각 입력하며, 복수 개의 캐리어 신호를 제1 비교그룹(121), 제2 비교그룹(122) 및 제3 비교그룹(123)의 비반전단자에 각각 입력한 후 반전 단자의 기준 신호(VX
-Ref)와 비반전 단자의 캐리어 신호를 비교하여 하이/로우(High/Low) 상태에 대한 출력신호를 제공한다. 여기서, 기준 신호(VX
_Ref)의 X는 U, V, W를 의미한다.The comparison module 120 uses the plurality of comparators to compare the first comparison group A1 and the second comparison group 121 and the second comparison group B1 and B2 122 and the third comparison group C1, And outputs a first reference signal V uRef , a second reference signal V vRef , and a third reference signal V wRef , which are different from each other by a predetermined phase value, to the first comparison group 121, The second comparison group 122, and the third comparison group 123, and a plurality of carrier signals are input to the first comparison group 121, the second comparison group 122, and the third comparison group 123 123) comparing a carrier signal of a reference signal (V X -Ref) and the non-inverting terminal of the inverting terminal and then inputted to the non-inverting terminal of the samples to provide an output signal to the state high / low (high / low). Here, X of the reference signal (V X - Ref ) means U, V, W.
제1 기준신호(VuRef), 제2 기준 신호(VvRef) 및 제3 기준 신호(VwRef)는 제1 및 제2 캐리어 신호와 각각 2π/3의 위상 차이를 가진다. The first reference signal V uRef , the second reference signal V vRef , and the third reference signal V wRef have phase differences of 2π / 3 with respect to the first and second carrier signals, respectively.
제1 비교그룹(121), 제2 비교그룹(122) 및 제3 비교그룹(123)은 그룹당 2개의 비교기로 구성되고, 제1 비교그룹(121)에 제1 기준신호(VuRef)가 입력되고, 제2 비교그룹(122)에 제2 기준신호(VvRef)가 입력되며, 제3 비교그룹(123)에 제3 기준 신호(VwRef)가 입력된다. The first comparison group 121, the second comparison group 122 and the third comparison group 123 are composed of two comparators per group, and the first reference signal V uRef is input to the first comparison group 121 and, first and a second reference signal (V vRef) input to the second comparison group 122, the third reference signal (V wRef) compared to group 3 (123) is input.
비교모듈(120)은 비반전 단자에 기준 신호(VX
-Ref)가 입력되고, 반전 단자의 캐리어 신호가 입력될 수도 있다. 다만, 비교모듈(120)의 모든 비교기의 비반전 단자와 반전 단자에는 동일한 종류의 신호가 각각 입력되도록 한다. The comparison module 120 may receive the reference signal V X -Ref at the non-inverting terminal and the carrier signal at the inverting terminal. However, signals of the same type are inputted to the non-inverting and inverting terminals of all the comparators of the comparing module 120, respectively.
게이트신호 발생모듈(130)은 비교모듈(120)의 출력단에 제1 출력라인(L1)과 제2 출력라인(L2)이 연결되고, 제1 출력라인(L1)은 비교모듈(120)의 출력 신호를 전력 스위칭 소자(IGBT)(140)에 제1 게이트 신호를 인가하고, 제2 출력라인(L2)은 제1 게이트 신호와 상보적 관계를 가지는 제2 게이트 신호를 전력 스위칭 소자(140)에 인가한다.The gate signal generating module 130 may be configured such that the first output line L1 and the second output line L2 are connected to the output terminal of the comparison module 120 and the first output line L1 is connected to the output of the comparison module 120 (IGBT) 140, and the second output line L2 applies a second gate signal having a complementary relationship to the first gate signal to the power switching element 140 .
게이트신호 발생모듈(130)은 제1 비교그룹(121), 제2 비교그룹(122) 및 제3 비교그룹(123)에 의해 전력 스위칭 소자(140)의 턴-온 동작과 턴-오프 동작을 위한 12개의 게이트 신호(TA1, /TA1, TA2, /TA2, TB1, /TB1, TB2, /TB2, TC1, /TC1, TC2, /TC2)를 출력한다. 이때, 도 4에 도시된 바와 같이, 3상 3레벨 인버터는 다수의 전력 스위칭 소자(140)를 포함한다. 전력 스위칭 소자(140)는 제1 출력라인(L1)을 통해 제1 게이트 신호(TA1, TA2, TB1, TB2, TC1, TC2)가 제공되고, 제2 출력라인(L2)이 NOT 게이트를 포함하고 있어 제1 게이트 신호와 상보적 관계를 가지는 제2 게이트 신호(/TA1, /TA2, /TB1, /TB2, /TC1, /TC2)가 제공된다. The gate signal generating module 130 performs the turn-on operation and the turn-off operation of the power switching element 140 by the first comparison group 121, the second comparison group 122 and the third comparison group 123 / TA1, / TA2, / TA2, TB1, / TB1, TB2, / TB2, TC1, / TC1, TC2 and / TC2. At this time, as shown in FIG. 4, the three-phase three-level inverter includes a plurality of power switching elements 140. The power switching element 140 is provided with the first gate signals TA1, TA2, TB1, TB2, TC1 and TC2 through the first output line L1 and the second output line L2 includes the NOT gate / TA1, / TA2, / TB1, / TB2, / TC1 and / TC2 having a complementary relationship with the first gate signal.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 3상 3레벨 전력변환장치의 PWM 제어 장치의 동작을 설명하는 도면이다.5 is a view for explaining the operation of the PWM controller of the three-phase three-level power conversion apparatus according to the embodiment of the present invention.
도 5를 참고하면, 3상 3레벨 전력변환장치의 PWM 제어 장치는 캐리어신호 발생모듈(110)에서 입력 측의 상이한 2개의 직류입력전압(VC1, VC2)을 검출하고, 검출된 직류입력전압의 각 전압 크기에 해당하는 삼각파 형태의 제1 및 제2 캐리어 신호를 생성한다. (S1, S2)5, the PWM controller of the three-phase three-level power inverter detects two different DC input voltages V C1 and V C2 on the input side in the carrier signal generation module 110, And generates first and second carrier signals in the form of a triangle wave corresponding to each voltage magnitude of the voltage. (S1, S2)
비교모듈(120)은 제1 및 제2 캐리어 신호와 각각 2π/3의 위상 차이를 가지는 제1 기준신호(VuRef), 제2 기준 신호(VvRef) 및 제3 기준 신호(VwRef)를 입력받고, 3개의 기준 신호와 2개의 캐리어 신호를 각각 비교하고, 그 비교 결과에 따른 출력신호(H 또는 L)를 증폭하여 출력한다.(S3)The comparison module 120 compares the first and second carrier signals with a first reference signal V uRef , a second reference signal V vRef , and a third reference signal V wRef , each of which has a phase difference of 2? / 3 And outputs the amplified output signal (H or L) according to the comparison result. (S3)
게이트신호 발생모듈(130)은 비교모듈(120)에서 출력되는 출력신호를 제1 출력라인(L1)을 통해 제1 게이트 신호로 전력 스위칭 소자(140)에 인가하고, 제2 출력라인(L2)을 통해 제1 게이트신호와 상보적 관계의 제2 게이트 신호를 전력 스위칭 소자(140)에 인가한다.(S4) 하나의 비교기는 출력이 제1 출력라인과 제2 출력라인으로 분기되고, 게이트신호 발생모듈(130)은 제1 출력라인과 제2 출력라인을 통해 상보적 관계의 전력 스위칭 소자(140)를 제어하는 게이트 신호를 발생한다. The gate signal generation module 130 applies the output signal output from the comparison module 120 to the power switching device 140 as a first gate signal through the first output line L1, (S4), one of the comparators outputs an output signal to the first output line and the second output line, and the gate signal < RTI ID = 0.0 > Generating module 130 generates a gate signal that controls the power switching element 140 in a complementary relationship through the first output line and the second output line.
3상 3레벨 인버터가 상이한 직류입력전압을 이용해 교류 전압을 출력하는 동작 원리는 다음과 같다. The operation principle of the 3-phase 3-level inverter to output the AC voltage using the different DC input voltage is as follows.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기준 신호가 직류입력전압(VC1)의 영역을 통과하는 상태를 설명하는 도면이다. 6 is a view for explaining a state in which the reference signal according to the embodiment of the present invention passes through the region of the DC input voltage V C1 .
도 6을 참고하면, 직류입력전압(VC1, VC2)에서 인가되는 3레벨 전압(VPN, VON, 0V)의 전압 조건에서 출력하는 교류 출력 전압(VO)은 제1 및 제2 캐리어 신호(VCarr1, VCarr2)의 영역을 지나는 기준 신호(VX
_Ref)에 따라 3레벨 전압(VPN, VON, 0V)을 이용하여 합성되는데, 기준 신호(VX
_Ref)가 제1 직류입력전압(VC1)을 지나는 경우, 즉 VPN〈VX
_Ref〈VON
이면 A1, B1, C1의 비교기는 VPN 과 VON 사이를 왕복하는 제1 캐리어 신호(VCarr1)와 기준 전압을 비교하여 게이트 신호를 출력하고, 교류 출력 전압(VO)은 하기한 수학식1과 같이 출력된다.6, the AC output voltage V O output at the voltage condition of the three level voltages (V PN , V ON , 0 V) applied at the DC input voltages (V C1 , V C2 ) in accordance with the carrier signal, a reference signal (V X _Ref) that passes through the region of (VCarr1, VCarr2) there is synthesized using a 3-level voltage (V PN, V oN, 0V ), the reference signal (V X _Ref) a first direct current input When passing the voltage (V C1 ), that is, when V PN <V X _Ref <V ON The comparator of A1, B1, and C1 outputs a gate signal by comparing the first carrier signal VCarr1, which oscillates between V PN and V ON , with a reference voltage, and the ac output voltage V O is expressed by the following equation .
[수학식1][Equation 1]
기준 신호(VX
_Ref)가 제1 캐리어 신호(VCarr1) 영역을 지나는 동안에, 수학식 2와 같이, 제2 캐리어 신호(VCarr2)를 비교하여 출력신호를 제공하기 위한 TA2, TB2, TC2의 게이트 신호는 상시 턴-온 상태를 유지하고, VPN의 전압을 출력하기 위해 제1 캐리어 신호를 비교하여 출력신호를 제공하기 위한 TA1, TB1, TC1의 게이트 신호는 턴-온 신호를 인가하고, VON의 전압 출력하기 위해 TA1, TB1, TC1의 게이트 신호는에 턴-오프 신호를 인가한다. A reference signal (V X _Ref) a first carrier signal (VCarr1) while passing through the area, as shown in equation (2), the second carrier signal (VCarr2) gate signal TA2, TB2, TC2 for providing an output signal by comparing the The gate signals of TA1, TB1, and TC1 for comparing the first carrier signals to output an output signal to maintain the turn-on state at all times and output the voltage of V PN apply a turn-on signal, and V ON The gate signals of TA1, TB1, and TC1 apply the turn-off signal to output the voltage of the transistors TA1, TB1, and TC1.
[수학식 2]&Quot; (2) "
1주기의 전체 스위칭 시간(TS) 동안에 제1 캐리어 신호의 기울기(VC1/TS)와 T1 시간 동안의 기준신호보다 높은 캐리어신호의 기울기는 동일하므로 수학식 3과 같은 관계식이 성립된다. The slope of the first carrier signal (V C1 / T S ) and the slope of the carrier signal higher than the reference signal during the T1 time are the same during the entire switching time (TS) of one period,
[수학식 3]&Quot; (3) "
평균 교류 출력전압(V0(
Avg
))은 수학식 4와 같고, 전체 스위칭 시간(TS=T1+T2) 조건을 이용하여 수학식 5와 같이 평균 교류 출력전압(V0(
Avg
))과 기준신호(VX
_Ref)가 동일함을 알 수 있다. The average AC output voltage (V 0 (Avg)) is equal to equation (4), the total switching time (T S = T1 + T2) using the conditions the average AC output voltage (V 0 (Avg)) as shown in equation (5) and It can be seen that the reference signal V x _Ref is the same.
[수학식 4]&Quot; (4) "
[수학식 5]&Quot; (5) "
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기준 신호가 직류입력전압(VC2)의 영역을 통과하는 상태를 설명하는 도면이다. 7 is a view for explaining a state in which a reference signal according to an embodiment of the present invention passes through a region of a DC input voltage V C2 .
도 7을 참고하면, 기준 신호(VxRef)가 제2 직류 입력전압(VC2)을 지나는 경우, 즉 VoN〈VX
_Ref〈0V 이면 A2, B2, C2의 비교기는 VON
과 0V 사이를 왕복하는 제2 캐리어 신호(VCarr2)와 기준 전압을 비교하여 게이트 신호를 출력하고, 교류 출력 전압(VO)은 하기한 수학식 6과 같이 VON과 0V가 합성된 전압이 출력된다.7, when the reference signal VxRef passes through the second DC input voltage V C2 , that is, V oN <V X _Ref <0 V If the comparator of A2, B2, and C2 is V ON And a second carrier signal (VCarr2) and compared to a reference voltage to output a gate signal, and the AC output voltage (V O) is to the equation (6), and as V ON and 0V is synthesized voltage is output to and from the between 0V do.
[수학식 6]&Quot; (6) "
상기 기준 신호(VX
_Ref)가 제2 캐리어 신호(VCarr2) 영역을 지나는 동안에, 수학식 7과 같이 제1 캐리어 신호(VCarr1)와 기준 신호를 비교하여 출력신호를 제공하기 위한 TA1, TB1, TC1의 게이트 신호는 상시 턴-온 상태를 유지하고, VON의 전압을 출력하기 위해 제2 캐리어 신호를 비교하여 출력신호를 제공하기 위한 TA2, TB2, TC2의 게이트 신호는 턴-온 신호를 인가하고, 0V의 전압 출력하기 위해 TA2, TB2, TC2의 게이트 신호는 턴-오프 신호를 인가한다. During the reference signal (V X _Ref) is passing through the second carrier signal (VCarr2) region, TA1 for providing an output signal by comparing a first carrier signal (VCarr1) and the reference signal as shown in Equation 7, TB1, TC1 The gate signals of TA2, TB2, and TC2 to compare the second carrier signals to output the voltage of V ON and to provide the output signals maintain a turn-on state at all times, and apply a turn-on signal , The gate signals of TA2, TB2, and TC2 apply a turn-off signal to output a voltage of 0V.
[수학식 7]&Quot; (7) "
1주기의 전체 스위칭 시간(TS) 동안에 제2 캐리어 신호의 기울기(VC2/TS)와 T1 시간 동안의 기준신호보다 높은 캐리어신호의 기울기는 동일하므로 수학식 8과 같은 관계식이 성립된다. The slope (V C2 / T S ) of the second carrier signal and the slope of the carrier signal higher than the reference signal during the T1 time are the same during the entire switching time (TS) of one period, so that a relationship as shown in Equation (8) is established.
[수학식 8]&Quot; (8) "
평균 교류 출력전압(V0(
Avg
))은 수학식 9와 같고, 전체 스위칭 시간(TS=T1+T2) 조건을 이용하여 수학식 10과 같이 평균 교류 출력전압(V0(
Avg
))과 기준신호(VX
_Ref)가 동일함을 알 수 있다. The average AC output voltage (V 0 (Avg)) is the same as Equation 9, using the total switching time (T S = T1 + T2) condition average AC output voltage (V 0 (Avg)) as shown in equation (10) and It can be seen that the reference signal V x _Ref is the same.
[수학식 9]&Quot; (9) "
[수학식 10]&Quot; (10) "
교류 출력전압(VO)에 따른 12개의 게이트 신호에 대한 PWM 스위칭 테이블은 하기한 표 1과 같다.The PWM switching table for the 12 gate signals according to the AC output voltage (VO) is shown in Table 1 below.
TA1 TB1 TC1TA1 TB1 TC1 | TA2 TB2 TC2TA2 TB2 TC2 | /TA1 /TB1 /TC1/ TA1 / TB1 / TC1 | /TA2 /TB2 /TC2 / TA2 / TB2 / TC2 | VOVO |
HH | HH | LL | LL | VPNVPN |
LL | HH | HH | LL | VONVON |
LL | LL | HH | HH | OVOV |
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 3상 3레벨 전력변환장치의 PWM 제어 장치의 제1 시뮬레이션 결과 파형을 설명하는 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 3상 3레벨 전력변환장치의 PWM 제어 장치의 제2 시뮬레이션 결과 파형을 설명하는 도면이다.FIG. 8 is a view for explaining a waveform of a first simulation result of the PWM control apparatus of the three-phase three-level power conversion apparatus according to the embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a diagram illustrating waveforms of three- Fig. 8 is a diagram for explaining a waveform of a second simulation result of the PWM control device of the conversion apparatus; Fig.
도 8은 상이한 제1 및 제2 직류입력전압이 VC1=200V, VC2=300V인 경우에 3상 3레벨 인버터(L=1.5mH, R=10Ω)에 PWM 제어 장치를 적용한 제1 시뮬레이션 결과 파형이고, , 도 9에 도시된 바와 같이 VC1=350V, VC2=150V인 경우에 3상 3레벨 인버터(L=1.5mH, R=10Ω)에 PWM 제어 장치를 적용한 제2 시뮬레이션 결과 파형이다. 8 shows a first simulation result in which a PWM control device is applied to a three-phase three-level inverter (L = 1.5 mH, R = 10?) When different first and second DC input voltages are V C1 = 200 V and V C2 = Wave form and is a second simulation result waveform in which a PWM control device is applied to a three-phase three-level inverter (L = 1.5 mH, R = 10?) In the case of V C1 = 350 V and V C2 = 150 V as shown in FIG. 9 .
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 3상 3레벨 인버터에서 출력되는 3상 상 전류(IA, IB, IC)는 상이한 직류입력전압에 관계없이 정현파 기본 파형을 가지는 것을 확인할 수 있다. 상전압(VAN)은 0V를 기준으로 하는 출력전압이고, 평균 상전압(VAN-Avg)도 정현파 기본 파형을 가지는 것을 확인할 수 있다. VAB는 3상 출력전압의 선간전압을 나타낸다. As shown in FIGS. 8 and 9, it can be seen that the three-phase currents I A , I B , and I C output from the three-phase three-level inverter have sinusoidal fundamental waveforms irrespective of the different DC input voltages . The voltage (V AN) is the output voltage relative to the 0V, the average voltage (V AN-Avg) may also be found to have a sinusoidal base waveform. V AB represents the line voltage of the three-phase output voltage.
이와 같은 3상 3레벨 전력변환장치의 PWM 제어 장치를 통해 3상 3레벨 인버터는 상이한 직류입력전압 조건에 관계없이 출력되는 전압 및 전류의 고조파 성분이 저감되고, 3상 3레벨 인버터의 선형성이 증가됨을 알 수 있다. Through the PWM controller of the three-phase three-level power converter, the harmonics of the output voltage and current are reduced and the linearity of the three-phase three-level inverter is increased regardless of the different DC input voltage conditions .
본 발명의 3상 3레벨 전력변환장치의 PWM 제어 장치는 3상 3레벨로 구성되는 태양광 인버터, 배터리 연계시스템의 충/방전 컨버터, DC마이크로그리드 시스템의 정류기, 선박용 정류기에 동일하게 적용될 수 있다. The PWM controller of the three-phase three-level power inverter of the present invention can be equally applied to a solar inverter constituted by three-phase three-level, a charge / discharge converter of a battery-connected system, a rectifier of a DC microgrid system, and a rectifier for a ship .
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims It can be understood that
110 : 캐리어신호 발생모듈 110: carrier signal generating module
120 : 비교모듈120: Comparison module
130 : 게이트신호발생모듈130: Gate signal generating module
140 : 전력 스위칭 소자140: Power switching element
Claims (12)
- 중성점을 기준으로 상이한 직류 전압이 제1 및 제2 직류입력전압(VC1, VC2)으로 인가되면 상기 제1 및 제2 직류 입력전압을 검출하고, 상기 제1 및 제2 직류입력 전압의 크기에 따라 듀티비, 주파수, 위상 중 적어도 하나 이상이 상이해지도록 제1 및 제2 캐리어 신호(VCarr1, VCarr2)를 생성하여 제공하는 캐리어신호 발생 모듈;The first and second DC input voltages are detected when different DC voltages are applied to the first and second DC input voltages V C1 and V C2 on the basis of the neutral point and the magnitudes of the first and second DC input voltages A carrier signal generation module for generating and providing first and second carrier signals VCarr1 and VCarr2 so that at least one of the duty ratio, the frequency, and the phase is different according to the carrier frequency;복수 개의 비교기를 이용해 제1 비교그룹, 제2 비교그룹 및 제3 비교 그룹을 형성하고, 상기 제1 및 제2 캐리어 신호와 기설정된 위상값만큼 차이를 가지는 제1 기준신호(VuRef), 제2 기준 신호(VvRef) 및 제3 기준 신호(VwRef)를 상기 제1 비교그룹, 제2 비교그룹 및 제3 비교그룹의 반전 단자에 각각 입력되며, 상기 복수 개의 캐리어 신호를 상기 제1 비교그룹, 제2 비교그룹 및 제3 비교그룹의 비반전단자에 각각 입력되면 상기 반전 단자의 기준 신호(VX -Ref)와 비반전 단자의 캐리어 신호를 비교하여 하이/로우(High/Low) 상태에 대한 출력신호를 제공하는 비교 모듈; 및 A first comparison group, a second comparison group and a third comparison group are formed using a plurality of comparators, a first reference signal (V uRef ) having a difference by a predetermined phase value from the first and second carrier signals, 2 reference signal (V vRef ) and a third reference signal (V wRef ) to the inverted terminals of the first comparison group, the second comparison group and the third comparison group, respectively, (V X -Ref ) of the inverting terminal and the carrier signal of the non-inverting terminal are compared with each other to determine a high / low (High / Low) state A comparison module for providing an output signal to the output module; And상기 비교 모듈의 출력단에 제1 출력라인과 제2 출력라인이 연결되고, 상기 제1 출력라인은 상기 비교 모듈의 출력 신호를 전력 스위칭 소자에 제1 게이트 신호로 인가하고, 상기 제2 출력라인은 상기 제1 게이트 신호와 상보적 관계를 가지는 제2 게이트 신호를 상기 전력 스위칭 소자에 인가하는 게이트신호 발생 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 3상 3레벨 전력변환장치의 PWM 제어 장치. A first output line and a second output line are connected to an output terminal of the comparison module and the first output line applies an output signal of the comparison module to a power switching element as a first gate signal, And a gate signal generating module for applying a second gate signal having a complementary relationship with the first gate signal to the power switching device.
- 제1항에 있어서, The method according to claim 1,상기 캐리어신호 발생 모듈은,The carrier signal generation module includes:상기 제1 및 제2 직류입력전압(VC1, VC2)의 전압 크기와 동일한 삼각파 형태의 캐리어 신호(VCarr1, VCarr2)를 생성하고, 각 전압 크기에 따라 캐리어 신호의 듀티비 주파수, 위상 중 하나 이상을 변화시켜 캐리어 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 3상 3레벨 전력변환장치의 PWM 제어 장치. And generates carrier signals VCarr1 and VCarr2 in the form of triangular waves that are the same as the voltage magnitudes of the first and second DC input voltages V C1 and V C2 and generates one of the duty ratio frequency and phase of the carrier signal Phase three-level power conversion apparatus according to claim 1, wherein the carrier signal is generated by changing the phase of the carrier signal.
- 제1항에 있어서, The method according to claim 1,상기 제1 기준신호(VuRef), 제2 기준 신호(VvRef) 및 제3 기준 신호(VwRef)는 제1 및 제2 캐리어 신호와 각각 2π/3의 위상 차이를 가지는 것을 특징으로 하는 3상 3레벨 전력변환장치의 PWM 제어 장치. Wherein the first reference signal V uRef , the second reference signal V vRef , and the third reference signal V wRef have phase differences of 2π / 3 with the first and second carrier signals, respectively. PWM controller for phase 3-level power inverter.
- 제1항에 있어서, The method according to claim 1,상기 제1 비교 그룹, 제2 비교그룹 및 제3 비교그룹은 그룹당 2개의 비교기를 포함하고, 상기 제1 비교 그룹에 제1 기준신호(VuRef)가 입력되고, 제2 비교그룹에 제2 기준신호(VvRef)가 입력되며, 제3 비교그룹에 제3 기준 신호(VwRef)가 입력되는 것을 특징으로 하는 3상 3레벨 전력변환장치의 PWM 제어 장치. A second reference to the first comparison group, the second comparative group, and the third comparative group, and the first reference signal (V uRef) input to include two comparators per group, and the first comparison group, the second comparative group signal (V vRef) are inputted, the PWM control of a three-phase three-level power converting apparatus which is characterized in that the third reference signal (V wRef) input to the third comparison device group.
- 제4항에 있어서,5. The method of claim 4,상기 게이트신호 발생 모듈은, 상기 제1 비교 그룹, 제2 비교그룹 및 제3 비교그룹에 의해 상기 전력 스위칭 소자의 턴-온 동작과 턴-오프 동작을 위한 12개의 게이트 신호(TA1, /TA1, TA2, /TA2, TB1, /TB1, TB2, /TB2, TC1, /TC1, TC2, /TC2)를 출력하는 것을 특징으로 하는 3상 3레벨 전력변환장치의 PWM 제어 장치. The gate signal generation module generates 12 gate signals TA1, / TA1, and TA2 for turn-on and turn-off operations of the power switching device by the first comparison group, the second comparison group, Phase three-level power conversion apparatus according to claim 1, wherein the PWM control unit is configured to output the PWM signals TA2, / TA2, TB1, / TB1, TB2, / TB2, TC1, / TC1, TC2 and / TC2.
- 1항에 있어서, The method according to claim 1,상기 제2 출력라인은 NOT 게이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 3상 3레벨 전력변환장치의 PWM 제어 장치. And the second output line comprises a NOT gate. ≪ Desc / Clms Page number 13 >
- 제1항에 있어서, The method according to claim 1,상기 직류입력전압(VC1, VC2)에서 인가되는 3레벨 전압(VPN, VON, 0V)의 전압 조건에서 출력하는 교류 출력 전압(VO)은 상기 제1 및 제2 캐리어 신호(VCarr1, VCarr2)의 영역을 지나는 상기 제1 기준신호(VuRef), 제2 기준 신호(VvRef) 및 제3 기준 신호(VwRef)에 따라 3레벨 전압(VPN, VON, 0V)을 이용하여 합성되는 것을 특징으로 하는 3상 3레벨 전력변환장치의 PWM 제어 장치. The AC output voltage V O outputted under the voltage condition of the three level voltages V PN , V ON and 0 V applied from the DC input voltages V C1 and V C2 is the same as the first and second carrier signals VCarr1 (V PN , V ON , 0V) according to the first reference signal (V uRef ), the second reference signal (V vRef ), and the third reference signal (V wRef ) Phase three-level power conversion apparatus.
- 제7항에 있어서, 8. The method of claim 7,상기 제1 기준신호(VuRef), 제2 기준 신호(VvRef) 및 제3 기준 신호(VwRef)가 제1 직류 입력전압(VC1)을 지나는 경우, 즉 VPN〈VX _Ref〈VON 이면 상기 비교 모듈은 VPN 과 VON 사이를 왕복하는 제1 캐리어 신호(VCarr1)와 기준 전압을 비교하여 게이트 신호를 출력하고, 상기 교류 출력 전압(VO)은 하기한 수학식과 같이 VPN과 VON을 이용해 합성된 전압을 출력하고, When the first reference signal V uRef , the second reference signal V vRef , and the third reference signal V wRef pass the first DC input voltage V C1 , that is, V PN <V X _Ref <V ON The comparison module compares the first carrier signal VCarr1, which oscillates between V PN and V ON , with a reference voltage to output a gate signal, and the AC output voltage V O is given by V PN = V ON to output the synthesized voltage,[수학식][Mathematical Expression]상기 기준 신호(VX _Ref)에서 X는 U, V, W를 의미하는 것을 특징으로 하는 상 3레벨 인버터의 PWM 제어 장치. Wherein X in the reference signal (V X - Ref ) is U, V, W.
- 제8항에 있어서,9. The method of claim 8,상기 기준 신호(VX _Ref)가 제1 캐리어 신호(VCarr1) 영역을 지나는 동안에, 하기한 수학식과 같이 상기 게이트신호 발생 모듈 중 상기 제2 캐리어 신호(VCarr2)를 비교하여 출력신호를 제공하는 연결 단자(TA2, TB2, TC2)는 상시 턴-온 상태를 유지하고, VPN의 전압을 출력하기 위해 상기 게이트신호 발생 모듈 중 상기 제1 캐리어 신호를 비교하여 출력신호를 제공하는 연결 단자(TA1, TB1, TC1)에 턴-온 신호가 인가되고, VON의 전압 출력하기 위해 상기 연결 단자(TA1, TB1, TC1)에 턴-오프 신호가 인가되는 것Said reference signal (V X _Ref) a first carrier signal (VCarr1) connectors during passing through the area, and to a comparison of the second carrier signal (VCarr2) of the gate signal generating module as mathematical expressions and providing an output signal (TA2, TB2, TC2) is always turned on, maintaining the on-state, and the connection for outputting the voltage V PN as compared to the first carrier signal of the gate signal generation module that provides an output signal terminal (TA1, TB1 , And a turn-off signal is applied to the connection terminals TA1, TB1, and TC1 to output a voltage of V ON[수학식][Mathematical Expression]을 특징으로 하는 상 3레벨 인버터의 PWM 제어 장치. And the PWM control unit of the phase 3-level inverter.
- 제7항에 있어서, 8. The method of claim 7,상기 제1 기준신호(VuRef), 제2 기준 신호(VvRef) 및 제3 기준 신호(VwRef)가 제2 직류 입력전압(VC2)을 지나는 경우, 즉 VoN〈VX _Ref〈0V 이면 상기 비교 모듈은 VON 과 0V 사이를 왕복하는 제2 캐리어 신호(VCarr2)와 기준 전압을 비교하여 게이트 신호를 출력하고, 상기 교류 출력 전압(VO)은 하기한 수학식과 같이 VON과 0V을 이용해 합성된 전압을 출력하고,When the first reference signal V uRef , the second reference signal V vRef , and the third reference signal V wRef pass the second DC input voltage V C2 , that is, V oN <V X _Ref <0 V The comparison module determines that V ON And a second carrier signal (VCarr2) and compared to a reference voltage to output a gate signal, and the AC output voltage (V O) is to output a voltage synthesis using the V ON and 0V as mathematical expressions and that reciprocates between 0V and,[수학식][Mathematical Expression]상기 기준 신호(VX _Ref)에서 X는 U, V, W를 의미하는 것을 특징으로 하는 상 3레벨 인버터의 PWM 제어 장치. Wherein X in the reference signal (V X - Ref ) is U, V, W.
- 제10항에 있어서,11. The method of claim 10,상기 기준 신호(VX _Ref)가 제2 캐리어 신호(VCarr2) 영역을 지나는 동안에, 하기한 수학식과 같이 상기 게이트신호 발생 모듈 중 상기 제1 캐리어 신호(VCarr1)를 비교하여 출력신호를 제공하는 연결 단자(TA1, TB1, TC1)는 상시 턴-온 상태를 유지하고, VON의 전압을 출력하기 위해 상기 게이트신호 발생 모듈 중 상기 제2 캐리어 신호를 비교하여 출력신호를 제공하는 연결 단자(TA2, TB2, TC2)에 턴-온 신호가 인가되고, 0V의 전압 출력하기 위해 상기 연결 단자(TA2, TB2, TC2)에 턴-오프 신호가 인가되는 것Said reference signal (V X _Ref) a second carrier signal (VCarr2) connectors during passing through the area, and to a comparison of said first carrier signal (VCarr1) of the gate signal generating module as mathematical expressions and providing an output signal (TA1, TB1, TC1) maintains a turn-on state at all times, and compares the second carrier signal among the gate signal generation modules to output a voltage of V ON , , A turn-on signal is applied to the connection terminals TA2, TB2, and TC2 to output a voltage of 0V,[수학식][Mathematical Expression]을 특징으로 하는 상 3레벨 인버터의 PWM 제어 장치. And the PWM control unit of the phase 3-level inverter.
- 제1항에 있어서,The method according to claim 1,상기 비교모듈은 상기 반전 단자에 캐리어 신호가 입력되고, 상기 비반전 단자에 기준 신호(VX -Ref)가 입력된 후 상기 기준 시호와 캐리어 신호를 비교하여 하이/로우(High/Low) 상태에 대한 출력신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 3상 3레벨 전력변환장치의 PWM 제어 장치. The comparison module compares the reference signal with the carrier signal after the carrier signal is input to the inverting terminal and the reference signal (V X -Ref ) is input to the non-inverting terminal. Phase three-level power conversion apparatus.
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