KR101380079B1 - 멀티레벨 컨버터의 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 효율성을 높인 멀티레벨 컨버터의 제어방법을 제공한다. 이를 위해 본 발명은 구비된 서브모듈들의 모듈레이션 상태값 및 전류방향을 감지하는 단계; 및 상기 상태값과 전류방향에 따라, 하나의 서브모듈이 출력파형 한 주기당 평균 스위칭 수를 지정하는 단계를 포함하며, 상기 평균스위칭 수를 지정하는 단계는 상기 서브모듈의 상태가 온 상태인지 오프 상태인지에 따라 그룹핑하는 단계;이전 온 상태의 서브모듈의 개수와 오프 상태의 서브모듈의 수를 비교하여 그 차이만큼 상태를 변환하는 단계; 충전상황에서 예정된 값만큼, 높은 전압을 가지는 온 상태의 서브모듈과 낮은 전압 값을 가진 오프 상태의 서브모듈을 비교하여, 온 상태의 서브모듈의 값이 높으면, 상기 비교된 온 상태 및 오프 상태 서브모듈들의 상태를 변화시키는 단계; 및 방전상황에서 예정된 값만큼, 낮은 전압을 가지는 온 상태의 서브모듈들과, 높은 전압을 가지는 오프 상태의 서브모듈들을 비교하여, 오프 상태의 서브모듈들의 값이 높을 경우, 상기 비교된 온 상태 및 오프 상태 서브모듈들의 상태를 변화시키는 단계를 포함하는 멀티레벨 컨버터의 제어방법을 제공한다.

Description

멀티레벨 컨버터의 제어방법{Method for controlling multilevel converter}

본 발명은 컨버터의 제어방법으로, 보다 자세하게는 멀티레벨 제어방법에 관한 것이다.

멀티레벨 컨버터 시스템은 일반적으로 사용되는 전압 밸런싱을 고려한 게이트 스위칭(gate switching) 기법을 이용한다. 종래의 전압 밸런싱은 모듈레이션 과정에서 투입된 정보와 해당 암(arm) 내부의 모든 서브 모듈에서 보내온 커패시터 전압의 정보를 전압의 크기에 따라 정렬을 수행한다. 이렇게 가공된 정보를 이용하여 서브 모듈을 선택하게 된다. 구체적으로 해당 암(arm)의 전류 정보에 따라 가장 높은 전압을 가진 서브 모듈 혹은 가장 낮은 전압을 가진 서브 모듈이 선택되는 매커니즘을 가진다.

종래의 전압 밸런싱 방법에 따르면 우선 몇 개의 서브 모듈이 온(ON) 신호를 낼 것인가를 결정하게 되면, 하나의 암 내부의 어떤 서브 모듈을 온으로 할 것인지를 결정한다. 이때 일반적으로 각 서브 모듈들의 전압을 균등하게 분산하기 위하여 각 서브 모듈의 전압값들을 비교하여 정렬하는 소팅(sorting) 과정이 수행된다. 온(ON)에 해당하는 서브 모듈은 암 전류의 방향에 따라 충전과 방전이 이루어지므로, 충전과 방전에 따라 서브모듈이 선택되고, 선택된 서브모듈에서 충전 또는 방전이 이루어진다.

본 발명은 효율성을 높인 멀티레벨 컨버터의 제어방법을 제공한다.

본 발명은 구비된 서브모듈들의 모듈레이션 상태값 및 전류방향을 감지하는 단계; 및 상기 상태값과 전류방향에 따라, 하나의 서브모듈이 출력파형 한 주기당 평균 스위칭 수를 지정하는 단계를 포함하며, 상기 평균스위칭 수를 지정하는 단계는 상기 서브모듈의 상태가 온 상태인지 오프 상태인지에 따라 그룹핑하는 단계;이전 온 상태의 서브모듈의 개수와 오프 상태의 서브모듈의 수를 비교하여 그 차이만큼 상태를 변환하는 단계; 충전상황에서 예정된 값만큼, 높은 전압을 가지는 온 상태의 서브모듈과 낮은 전압 값을 가진 오프 상태의 서브모듈을 비교하여, 온 상태의 서브모듈의 값이 높으면, 상기 비교된 온 상태 및 오프 상태 서브모듈들의 상태를 변화시키는 단계; 및 방전상황에서 예정된 값만큼, 낮은 전압을 가지는 온 상태의 서브모듈들과, 높은 전압을 가지는 오프 상태의 서브모듈들을 비교하여, 오프 상태의 서브모듈들의 값이 높을 경우, 상기 비교된 온 상태 및 오프 상태 서브모듈들의 상태를 변화시키는 단계를 포함하는 멀티레벨 컨버터의 제어방법을 제공한다.

또한, 상기 이전 온 상태의 서브모듈의 개수와 오프 상태의 서브모듈의 수를 비교하여 그 차이만큼 변환하는 단계는 이전 온 상태의 서브모듈의 개수가 오프 상태의 서브모듈보다 많은 경우 그 차이많큼 오프상태의 서브모듈을 온 상태로 변환하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이전 온 상태의 서브모듈의 개수와 오프 상태의 서브모듈의 수를 비교하여 그 차이만큼 변환하는 단계는 이전 온 상태의 서브모듈의 개수가 오프상태의 서브모듈 보다 적은 경우 그 차이만큼 온 상태의 서브모듈을 오프상태로 변환하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 오프상태의 서브모듈을 온 상태로 변환하는 단계는 전류의 방향에 따라 충전시에는 가장 낮은 전압을 가진 서브모듈부터, 방전시에는 가장 높은 전압을 가진 서브모듈부터 온 상태로 변환시키는 것이 특징으로 한다.

또한, 상기 온 상태의 서브모듈을 오프상태로 변환하는 단계는 전류의 방향에 따라 충전시에는 높은 전압을 가지는 서브모듈부터, 방전시에는 가장 낮은 전압을 가지는 서브모듈부터 오프 상태로 변환시키는 것이 특징으로 한다.

또한, 상기 충전상황에서 예정된 값과 상기 방전상황에서 예정된 값은 같은 값인 것을 특징으로 한다.

본 실시예에 따른 멀티레벨 컨버터의 제어방법은 한 서브모듈에 집중적으로 스위칭이 일어나지 않고 균등하게 함으로써, 스위칭 장치 및 캐패시터를 최적으로 사용할 수 있으며 멀티레벨 컨버터의 최적 설계를 통한 제품 단가를 낮출 수 있는 것이다.

또한, 본 실시예에 따른 멀티레벨 컨버터의 제어방법은 각 서브모듈의 스위칭이 균등하게 이루어지기 때문에, 단순히 평균적으로 스위칭 개수를 증대시키는 것이 아닌 균등하게 스위칭 수를 증대시킴으로써, 멀티레벨 컨버터의 수명이 연장되는 기대효과가 있다.

또한, 전술한 바와 같은 멀티레벨 컨버터의 제어방법은 제어를 위한 디지털 프로세서의 정렬부분의 코드를 단순히 제안된 방법으로 대체하면 되기 때문에 별도의 하드웨어의 치환, 및 형상변경등 다른 추가적인 비용이 크게 필요하지 않다.

도1은 본 발명을 설명하기 위해 제시된 것으로, 멀티레벨 컨버터의 제어방식을 나타내는 블럭도.
도2와 도3은 도1에 도시된 전압 밸런싱 부분의 제어방식을 나타내는 블럭도.
도4와 도5는 본 실시예에 따른 멀티레벨 컨버터의 제어방법을 나타내는 블럭도.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

본 발명은 멀티레벨 컨버터(Modular Multilevel Converter)의 전압 밸런싱을 위한 스위칭 기법에 관한 것으로, 특히 기본 주파수(fundamental frequency)의 한 주기 동안 기법에 필요하는 계산(Computational Effort)을 줄일 수 있는 방법에 관한 것이다.

본 발명은 멀티레벨 컨버터을 이용한 모든 전력전자 장치와 그 전력전자 장치를 이용한 전력기기에 적용이 가능하다. 특히 다수의 서브 모듈(Sub-module)을 사용하는 대용량 전력기기에서 그 쓰임이 유용하다. 단순히 멀티레벨 컨버터의 전압 밸런싱 기법의 변화를 통해 전력기기의 세부용량 선정의 하나의 기준이 될 수 있다. 즉 한 주기동안 서브 모듈의 스위칭 개수를 임의로 조절함으로써, 각 서브 모듈에 사용되는 커패시턴스의 용량을 선택적으로 줄일 수 있다.

도1은 본 발명을 설명하기 위해 제시된 것으로, 멀티레벨 컨버터의 제어방식을 나타내는 블럭도이다.

도1을 참조하여 살펴보면, 전력기기의 사용목적에 따라 관리제어부(100, supervisory control)에서 기준신호(reference)를 생성하고, 그 신호를 중앙제어부(230, Central control)에서 멀티레벨 컨버터에 맞게, 즉 각 서브 모듈(sub-module)이 게이트 신호를 인가하도록 서브모듈을 제어한다. 실질적로 각 서브모듈(sub-module)의 집합인 컨버터부(300, Converter Cubicle)에서 게이트 신호의 양방향 통신이 일어나게 된다. 중앙제어부(230)는 모듈레이션 제어부(231, Modulation)와 전압밸런싱 제어부(232, Voltage Balancing) 동작을 포함한다.

도2는 본 발명을 설명하기 위해 제시된 것으로, 멀티레벨 컨버터의 제어방식을 나타내는 흐름도로서, 특히 전압밸런싱에 관한 흐름도이다.

도2를 참조하여 살펴보면, 전압밸런싱의 제어방법을 살펴보면, ON 조건을 만족하는 서브 모듈의 수를 결정하고(S10), 서브 모듈을 전압값에 따라 소팅한다(S20). 이후 전류값의 부호를 판단하고(S30), 전류값의 부호가 양수이면(S30-YES), 가장 작은 전압을 선택하고(S40), 전류값의 부호가 음수이면(S30-NO), 가장 큰 전압을 선택한다(S50). 상기 기술에 따르면 서브 모듈을 전압값에 따라 소팅하는 과정(S20)에서 가장 많은 시간이 소요된다. 대용량 전력기기에 적용되는 모듈 기반의 멀티레벨 컨버터의 경우, 하나의 암에 150~200개 이상의 서브 모듈이 구비된다. 디지털 처리 과정은 크게 네 부분으로 나누게 되며, 서브 모듈의 전압값을 디지털 값으로 변환하는 과정, 변환된 서브 모듈 값들을 정렬하는 과정, 전류 방향에 따라 서브 모듈을 선택하는 과정, 그리고 선택된서브 모듈의 게이트 신호로 적용하는 과정을 포함한다.

서브모듈들(310,...)이 가지고 있는 각 캐패시턴스(Capacitance)의 전압값들을 이용하여 중앙제어부(230)는 게이트 신호를 생성하게 되는데, 일반적으로 그 서브모듈(310,...)의 각 캐패시터 전압값들의 산술적 비교(sorting algorithm)를 통해 결정하게 된다. 특히, 모듈레이션 제어부(231)에서 들어온 신호와 각 서브모듈의 산술적인 비교를 통해 정렬되어 있는 값의 정보를 이용하여 전류의 방향에 따라 가장 작은 캐패시터 전압을 가진 서브모듈(310,...)을 선택할지 아님 높은 것을 선택할지 결정한다(S30).

도3은 본 발명을 설명하기 위해 제시된 것으로, 멀티레벨 컨버터의 제어방식을 나타내는 흐름도로, 전압밸런싱에 관한 것이다.

우선 (t-Δt) 시간에서의 게이트 신호를 판단한다(105). 이는 서브 모듈의 바로 직전 상태를 알 수 있게 한다. 즉, 바로 직전의 서브 모듈의 온/오프 상태를 알 수 있다. 구비된 각각의 서브 모듈의 온/오프 상태가 판단되면, 온 상태인지 오프 상태인지로 구분한다(121-2, 121-3). 이렇게 오프 상태와 온 상태를 미리 나누어 판단하는 이유는 서브 모듈의 빠른 제어를 위함이다.

오프 상태와 온 상태로 나뉘어진 각 서브 모듈은 이후 그 개수의 총합이 구해진다(121-1, 121-4). 즉 직전의 게이트 신호(105)를 이용해 온 상태인 서브 모듈이 몇 개인지, 오프 상태인 서브 모듈이 몇 개인지를 정한다. 이후 온 상태인 서브 모듈 중에서 가장 높은 전압을 가진 서브 모듈과 가장 낮은 전압을 가진 서브 모듈을 판단한다. 오프 상태인 서브 모듈에 대해서도 마찬가지로 최대 전압을 가진 서브 모듈과 가장 낮은 전압을 가진 서브 모듈을 판단한다.

한 주기당 한 번의 서브모듈의 스위칭을 위하여 전압밸런싱 기법을 사용할 때, 과거의 샘플링(sampling) 시간에서의 게이트신호을 통해 on-state에 해당하는 서브모듈들의 집합과 off-state에 해당하는 서브모듈들의 집합으로 구분한다. 구분된 집합은 on-state에 해당하는 서브모듈의 총합과 off-state에 해당하는 서브모듈의 총합을 계산할 수 있다.

도1 내지 도3에 도시된 멀티레벨 컨버터의 제어방법에 따른 전압 밸런싱 방법은 각 서브모듈(sub-module)의 게이트 신호를 직접적으로 생성하는 단계를 나타내고 있다. 전압밸런싱 기법은 중앙제어부(Central Control)에서 가장 중요한 제어 부분 중 하나이며, 이는 정렬 알고리즘(sorting algorithm)을 통해 구현을 한다. 하지만 정렬 알고리즘(sorting algorithm)은 한 주기내에서 너무 많은 스위칭이 일어난다. 이를 해소하기 위해 도3에 도시된 바아 같이, 멀티레벨 컨버터의 장점을 극대화하기 위하여 한 주기당 한 번의 스위칭이 일어나도록 on-state 집합과 off-state 집합으로 구분하여 현재의 스위칭이 일어나는 서브모듈을 결정할 수 있다..

도1과 도2에 도시된 멀티레벨 컨버터의 제어방법에서는 정렬 알고리즘만을 이용한 전압 밸런싱 기법은 단지 각 서브모듈의 캐패시터 전압만을 기준으로 한다. 따라서, 한 주기당 하나의 서브모듈의 스위칭 개수를 조절할 수 없을 뿐 아니라, 그 숫자가 많아 실질적으로 각 서브모듈에서 발생하는 스위칭 손실이 많이 발생함으로써, 멀티레벨 컨버터의 장점을 이용할 수 없다. 즉 하나의 서브모듈을 기준으로 한 주기당 스위칭이 20번 이상 일어날 수 있고, 이는 많은 열적 손실 및 스위치징 장치의 수명에도 영향을 미칠 수 있다.

하나의 서브모델을 기준으로 한 주기당 스위칭이 한 번 일어날 수 있는 방법이 도3에 도시된 방법인 on-state와 off-state 그룹으로 구분하여 결정하는 방법이다. 그러나, 이는 서브모듈의 스위칭이 한번 밖에 일어나지 않으므로, 서브모듈의 캐패시터 전압의 충전과 방전이 한 번씩 밖에 이루어지지 않기 때문에, 높은 캐패시턴스를 요구하게 된다. 또한 스위칭 손실이 적기 때문에 스위칭 장치를 최적으로 사용하지 못할 수도 있다.

본 발명은 멀티레벨 컨버터의 전압밸런싱을 통해 이루어지는 스위칭 기법에 관한 것이다. 스위칭 밸런싱 기법 중 정렬 알고리즘을 이용한 것처럼 서브모듈의 전압을 직접적인 비교 방식을 통해 게이트 신호를 결정하는 것이 일반적이다. 하지만 정렬 방법에 따라 서브모듈의 캐패시터의 용량을 결정할 수 있는데, 하나의 서브모듈이 한 주기당 스위칭 할 수를 정하게 되면, 컨버터의 제작 기준이 쉽게 만들어 질 수 있다. 본 발명은 하나의 서브모듈이 한 주기당 하게 될 스위칭의 개수를 결정하는 알고리즘을 제공하기 위한 것로써, 제작자의 요구에 맞게 시스템을 설계 가능하도록 할 수 있다.

도4와 도5는 본 실시예에 따른 멀티레벨 컨버터의 제어방법을 나타내는 블럭도이다. 도4는 멀티레벨 컨버터의 초기화를 나타내고 있으며, 도5는 멀티레벨 컨버터의 동작시 발생하는 여러 경우의 수에서 어떻게 제어할 것인지를 나타내고 있다.

도4를 참조하여 살펴보면, 본 실시예에 따른 멀티레벨 컨버터의 제어방법은 각 그룹 즉, on-state, off-state에서 각자 정렬을 통해 암(Arm) 모듈안의 모든 서브모듈을 정렬하는 것과 차이점이 있다. On-state에 해당하는 그룹을 정렬하는 단계(330)와 off-state에 해당하는 그룹을 정렬하는 단계(340)로 구분된다.

우선 (t-Δt) 시간에서의 게이트 신호를 판단한다(305). 이는 서브 모듈의 바로 직전 상태를 알 수 있게 한다. 즉, 바로 직전의 서브 모듈의 온/오프 상태를 알 수 있다. 구비된 각각의 서브 모듈의 온/오프 상태를 판단하면, 온 상태인지 오프 상태인지로 구분한다(321-2, 321-3). 이렇게 오프 상태와 온 상태를 미리 나누어 판단하는 이유는 서브 모듈의 빠른 제어를 위함이다.

오프 상태와 온 상태로 나뉘어진 각 서브 모듈은 이후 그 개수의 총합이 구해진다(321-1, 321-4). 즉 직전의 게이트 신호(305)를 이용해 온 상태인 서브 모듈이 몇 개인지, 오프 상태인 서브 모듈이 몇 개인지를 정한다. 이후 온 상태인 서브 모듈을 정렬하고, 오프상태인 서브모듈을 정렬한다.(330,340).

계속해서 도5를 참조하여 살펴보면, 본 실시예에 따른 멀티레벨 컨버터의 제어방법은 크게 현재의 모듈레이션(modulation) 상태값(Diff)과 전류방향(i)에 따라 크게 4가지로 구분된다. 모듈레이션(modulation) 상태값(Diff)은 다음과 같이 구한다. 우선 온 상태를 가지게 될 서브 모듈의 개수(Number of ON condition gate at t(n))를 구하고, 온 상태를 가질 서브 모듈의 개수가 구해지면, 계산된 바로 직전 온 상태를 가진 서브 모듈의 개수를 뺀다. 그 상태값(diff)은 몇 개의 서브 모듈의 상태를 제어할지를 판단하는 기초가 되며, 온 상태를 가질 서브 모듈의 개수가 이전보다 많으면 상태값(diff)은 양수, 적으면 상태값(diff)은 음수를 나타낸다. 전류의 방향(i)은 충전상태가 되면 양수, 방전상태가 되면 음수를 나타낸다.

첫번째 경우는 on-state 서브모듈의 개수가 증대되고 충전이 되는 상태(①), 두번째 경우는 on-state 서브모듈의 개수는 증대되지만 방전이 되는 상태(②), 세번째 경우는 on-state 서브모듈의 개수가 감소되고 충전이 되는 상태(③), 네번째 경우 on-state 서브모듈의 개수가 감소되고 방전이 되는 상태이다(④). 멀티레벨 컨버터의 동작중 이 네가지 상태 중 한 상태만이 선택될 수 있다. 두 가지 변수인 상태값 및 전류방향(Diff, i)에 따라 네 상태 중 하나가 선택이 되는데, 현재 상태에서 서브모듈을 턴온시키거나 턴오프 시키는 단계를 '⑤'라고 표기하고, 이 후 on-state와 off-state 그룹의 서브모듈들의 상태를 강제적으로 변화시키는 단계를 '⑥'으로 구분하여 표시한다.

도5에 도시된 바와 같이, 만약 충전 상태일 경우 on-state 그룹의 서브모듈이 off-state 그룹의 서브모듈의 그것보다 전압이 크면 두 서브모듈의 상태를 변화시킨다.(⑦). 방전일 경우는 on-state 그룹의 서브모듈이 off-state 그룹의 그것보다 전압이 작으면 두 sub-module의 상태를 변화시킨다.(⑧)

본 실시예에 따른 멀티레벨 컨버터는 우선 한 암(Arm) 내부의 모든 서브모듈을 정렬하는 방식이 아닌, 현재의 게이트 상태 즉 "on-state", "off-state" 상태를 구분하여 저장한다. 이를 통해 전체 개수의 서브모듈에 대한 데이터 처리가 아닌 두 부류로 나눈 상태의 데이터 처리라서 그 계산양이 줄어들고, 한 주기당 서브모듈의 스위칭 수를 한정할 수 있다.

모듈레이션 결과에 따라 과거보다 on-state의 서브모듈의 개수가 많은 경우 즉 상태값이 양인 경우(Diff >0) off-state의 그룹에서 상태값(Diff)의 절대값 만큼 턴온을 한다. 이 때 전류의 방향에 따라 충전시에는 가장 낮은 전압을 가진 서브모듈 부터 그리고 방전 시에는 가장 높은 전압을 가진 서브모듈부터 "on"을 한다. 만약 상태값이 음인 경우(Diff<0) 경우는 on-state의 그룹의 서브모듈을 턴오프 시키는데, 충전시에는 높은 전압을 가지는 서브모듈부터, 방전 시에는 낮은 전압을 가진 서브모듈부터 오프시킨다. 여기까지가 한 서브모듈 이 한 주기당 한번의 스위칭이 일어날 수 있는 알고리즘이다.

스위칭 증대를 위해서는 제작자가 원하는 만큼의 변경할 값을 결정할 수도 있다. 즉 하나의 서브모듈이 한 주기당 평균 몇 번이 더 일어날 수 있는 값을 결정하는 것이다. 현재의 상황이 충전의 상황이라면, 변경할 개수 만큼 on-state의 높은 전압 값을 가진 서브모듈과 off-state의 낮은 전압 값을 가진 서브모듈을 비교하여 on-state 그룹이 off-state 그룹보다 높으면, 두 서브모듈들의 상태를 변화 시키고 그렇지 않으면 현재의 상태로 유지한다.

그리고 만약 현재의 상황이 방전의 상황이면, on-state의 낮은 전압을 가지는 서브모듈들과 off-state의 높은 전압을 가지는 서브모듈을 비교하여 off-state 그룹의 서브모듈들이 전압이 높을 경우 두 그룹 사이의 서브모듈들의 상태를 변화시키고, 그렇지 않으면 현재의 상태로 유지한다.

전술한 바와 같이, 멀티레벨 컨버터를 제어하게 되면, 한 주기당 서브모듈의 스위칭 수를 조절 가능할 수 있다. 스위칭 수는 서브모듈내의 캐패시터 용량을 결정할 때 중요한 요건이 된다. 주기당 발생하는 스위칭이 높을수록 캐패시터의 용량을 감소시킬 수 있지만 각 스위칭 장치(예를 들면 IGBT)의 손실량을 증가 시켜, 적절한 스위칭수를 결정해야 한다.

본 실시예에 따른 멀티레벨 컨버터의 제어방법은 한 서브모듈에 집중적으로 스위칭이 일어나지 않고 균등하게 함으로써, 스위칭 장치 및 캐패시터를 최적으로 사용할 수 있다. 따라서, 멀티레벨 컨버터의 최적 설계를 통한 제품 단가를 낮출 수 있는 것이다.

또한, 본 실시예에 따른 멀티레벨 컨버터의 제어방법은 각 서브모듈의 스위칭이 균등하게 이루어지기 때문에, 단순히 평균적으로 스위칭 개수를 증대시키는 것이 아닌 균등하게 스위칭 수를 변경시킴으로써, 멀티레벨 컨버터의 수명이 연장되는 기대효과가 있다.

또한, 전술한 바와 같은 멀티레벨 컨버터의 제어방법은 제어를 위한 디지털 프로세서의 정렬부분의 코드를 단순히 제안된 방법으로 대체하면 되기 때문에 별도의 하드웨어의 치환, 및 형상변경등 다른 추가적인 비용이 크게 필요하지 않다.

이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (6)

1. 구비된 서브모듈들의 모듈레이션 상태값 및 전류방향을 감지하는 단계; 및
   상기 상태값과 전류방향에 따라, 하나의 서브모듈이 출력파형 한 주기당 평균 스위칭 수를 지정하는 단계를 포함하며,
   상기 평균스위칭 수를 지정하는 단계는
   상기 서브모듈의 상태가 온 상태인지 오프 상태인지에 따라 그룹핑하는 단계;
   이전 온 상태의 서브모듈의 개수와 오프 상태의 서브모듈의 수를 비교하여 그 차이만큼 상태를 변환하는 단계;
   충전상황에서 예정된 값만큼, 높은 전압을 가지는 온 상태의 서브모듈과 낮은 전압 값을 가진 오프 상태의 서브모듈을 비교하여, 온 상태의 서브모듈의 값이 높으면, 상기 비교된 온 상태 및 오프 상태 서브모듈들의 상태를 변화시키는 단계; 및
   방전상황에서 예정된 값만큼, 낮은 전압을 가지는 온 상태의 서브모듈들과, 높은 전압을 가지는 오프 상태의 서브모듈들을 비교하여, 오프 상태의 서브모듈들의 값이 높을 경우, 상기 비교된 온 상태 및 오프 상태 서브모듈들의 상태를 변화시키는 단계
   를 포함하는 멀티레벨 컨버터의 제어방법.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 이전 온 상태의 서브모듈의 개수와 오프 상태의 서브모듈의 수를 비교하여 그 차이만큼 변환하는 단계는
   이전 온 상태의 서브모듈의 개수가 오프 상태의 서브모듈보다 많은 경우 그 차이많큼 오프상태의 서브모듈을 온 상태로 변환하는 것을 특징으로 하는 멀티레벨 컨버터의 제어방법.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 이전 온 상태의 서브모듈의 개수와 오프 상태의 서브모듈의 수를 비교하여 그 차이만큼 변환하는 단계는
   이전 온 상태의 서브모듈의 개수가 오프상태의 서브모듈 보다 적은 경우 그 차이만큼 온 상태의 서브모듈을 오프상태로 변환하는 것을 특징으로 하는 멀티레벨 컨버터의 제어방법.
   
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 오프상태의 서브모듈을 온 상태로 변환하는 단계는
   전류의 방향에 따라 충전시에는 가장 낮은 전압을 가진 서브모듈부터, 방전시에는 가장 높은 전압을 가진 서브모듈부터 온 상태로 변환시키는 것이 특징으로 하는 멀티레벨 컨버터의 제어방법.
   
5. 제 3 항에 있어서,
   상기 온 상태의 서브모듈을 오프상태로 변환하는 단계는
   전류의 방향에 따라 충전시에는 높은 전압을 가지는 서브모듈부터, 방전시에는 가장 낮은 전압을 가지는 서브모듈부터 오프 상태로 변환시키는 것이 특징으로 하는 멀티레벨 컨버터의 제어방법.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 충전상황에서 예정된 값과 상기 방전상황에서 예정된 값은 같은 값인 것을 특징으로 하는 멀티레벨 컨버터의 제어방법.
   

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