[go: up one dir, main page]

KR20140118394A - 멀티 레벨 인버터 - Google Patents

멀티 레벨 인버터 Download PDF

Info

Publication number
KR20140118394A
KR20140118394A KR1020130034214A KR20130034214A KR20140118394A KR 20140118394 A KR20140118394 A KR 20140118394A KR 1020130034214 A KR1020130034214 A KR 1020130034214A KR 20130034214 A KR20130034214 A KR 20130034214A KR 20140118394 A KR20140118394 A KR 20140118394A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
unit
voltage
rectifying
input
inverter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
KR1020130034214A
Other languages
English (en)
Inventor
채범석
Original Assignee
엘에스산전 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘에스산전 주식회사 filed Critical 엘에스산전 주식회사
Priority to KR1020130034214A priority Critical patent/KR20140118394A/ko
Priority to US14/188,445 priority patent/US9444388B2/en
Priority to EP14158250.2A priority patent/EP2814162B1/en
Priority to ES14158250T priority patent/ES2752769T3/es
Priority to JP2014049862A priority patent/JP2014200169A/ja
Priority to CN201410124555.7A priority patent/CN104079199B/zh
Publication of KR20140118394A publication Critical patent/KR20140118394A/ko
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/42—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/483—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using DC to AC converters or inverters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/08—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
    • H02H7/0833—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors for electric motors with control arrangements
    • H02H7/0838—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors for electric motors with control arrangements with H-bridge circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/001—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection limiting speed of change of electric quantities, e.g. soft switching on or off
    • H02H9/002—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection limiting speed of change of electric quantities, e.g. soft switching on or off limiting inrush current on switching on of inductive loads subjected to remanence, e.g. transformers
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/42—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/483—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • H02M7/49—Combination of the output voltage waveforms of a plurality of converters
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/42—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/505—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M7/515—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0006—Arrangements for supplying an adequate voltage to the control circuit of converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H02M5/00—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/40—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into DC
    • H02M5/42—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into DC by static converters
    • H02M5/44—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into DC by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate DC into AC
    • H02M5/453—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into DC by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate DC into AC using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M5/458—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into DC by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate DC into AC using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using DC to AC converters or inverters
    • H02P27/08—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using DC to AC converters or inverters with pulse width modulation
    • H02P27/14—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using DC to AC converters or inverters with pulse width modulation with three or more levels of voltage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Protection Of Static Devices (AREA)
  • Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)

Abstract

본 발명은 보다 효과적이고 안정적인 동작이 보장된 단위전력셀을 구비한 인버터를 제공한다. 본원발명은 입력단을 통해 제공되는 AC 입력전압을 DC 전압으로 정류하는 정류부; 상기 정류부에서 정류된 DC 전압을 평활시키는 평활부; 상기 평활된 DC 전압을 예정된 AC 전압으로 변환시키기 위한 인버터부; 상기 정류부에 상기 DC 전압이 제공되지 않는 경우 상기 인버터부의 출력단을 단락시키기 위한 단락제어부; 및 상기 평활부에서 제공되는 DC 전압을 상기 단락제어부로 제공하며, 상기 평활부에 평화된 DC 전압이 상기 정류부로 제공되지 않는 경우 상기 입력단에 인가된 AC 입력전압을 정류하여 상기 단락제어부로 제공하는 보조정류회로를 구비하는 인버터를 제공한다.

Description

멀티 레벨 인버터{multi-level inverter}
본 발명은 인버터에 관련된 것으로, 보다 자세하게는 멀티레벨 인버터에 관한 것이다.
최근에 멀티 레벨 인버터는 고압 대용량 인버터 시스템을 위한 토폴로지로써 관심이 증대되고 있다. 전력산업에서　유연송전시스템(FACTS, flexible ac transmission system)과 같은 효율적이고 유연한 전력계통의 운영 및 구성을 도모하기 위한 고압 전력기기의 개발 필요성과 전동기 구동 시스템이나, 가변 회전력 제어가 요구되는 산업설비의 발달은 가변 주파수 및 직류-교류 변환을 위한 전력변환 장치인 고압 대용량의 인버터를 출현시켰다.
멀티 레벨 인버터로는 다이오드 클램프 인버터, 케스케이드 H 브릿지 (Cascaded H-bridge) 인버터 및 플라잉 커패시터 인버터가 있다. 그 중에서 캐스케이드 H 브릿지 인버터는 저압 H-브릿지를 직렬로 연결하여 독립된 DC 링크부를 갖는 단위 셀로 구성되어 각 셀의 전압의 합과 총 출력전압의 크기가 같으며, 단위전력셀 수에 따라 출력 전압을 가변할 수 있는 특징이 있다
본 발명은 보다 효과적이고 안정적인 동작이 보장된 단위전력셀을 구비한 인버터를 제공한다.
본원발명은 입력단을 통해 제공되는 AC 입력전압을 DC 전압으로 정류하는 정류부; 상기 정류부에서 정류된 DC 전압을 평활시키는 평활부; 상기 평활된 DC 전압을 예정된 AC 전압으로 변환시키기 위한 인버터부; 상기 정류부에 상기 DC 전압이 제공되지 않는 경우 상기 인버터부의 출력단을 단락시키기 위한 단락제어부; 및 상기 평활부에서 제공되는 DC 전압을 상기 단락제어부로 제공하며, 상기 평활부에 평화된 DC 전압이 상기 정류부로 제공되지 않는 경우 상기 입력단에 인가된 AC 입력전압을 정류하여 상기 단락제어부로 제공하는 보조정류회로를 구비하는 인버터를 제공한다.
또한, 상기 보조정류회로는 상기 정류부와 대칭되는 회로구조를 가지고 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 보조정류회로는 상기 입력단에 인가된 AC 입력전압을 정류하여 상기 단락제어부로 제공하기 위한 다수의 제1 다이오드; 및 상기 평활부에서 제공되는 전압이 상기 단락제어부로 전달되도록 하는 다수의 제2 다이오드를 구비한다.
또한, 상기 다수의 제1 다이오드는 짝수개의 다이오드가 2개씩 직렬연결되어, 입력되는 AC 입력전압의 각 상을 공통노드로 입력받는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2 다이오드는 상기 평활부의 제1 노드와 상기 단락제어부의 전원입력노드인 제1 노드를 연결하는 제2-1 다이오드; 및 상기 평활부의 제2 노드와 상기 단락제어부의 전원입력노드인 제2 노드를 연결하는 제2-2 다이오드를 구비하고, 상기 제2-1 다이오드와 제2-2 다이오드는 서로 역방향인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 보조정류회로는 다수의 제1 다이오드와 상기 단락제어부 사이에 전류흐름의 제한을 위한 저항을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본원발명은 상기 정류부, 상기 평활부, 상기 인버터부 및 상기 보조정류회로를 구비한 단위전력셀을 다수 구비하여 멀티레벨 출력전압을 제공할 수 있는 인버터를 제공한다.
본 발명은 직렬 연결 H-Bridge 방식의 고압 인버터에 적용되며, 입력단 소손과 같은 전원무감에 대해서도 셀 바이패스 기능이 가능하도록 하여 인버터의 기능향상을 기대할 수 있다.
도1은 본 발명을 설명하기 위한 인버터 시스템을 나타내는 블럭도.
도2는 도1에 도시된 단위전력셀의 내부 회로도.
도3은 본 실시예에 따른 인버터 시스템의 단위전력셀을 나타내는 회로도.
도4은 도3에 도시된 단위전력셀의 동작을 나타내기 위한 회로도.
도5는 도3에 도시된 인버터 시스템의 단위전력셀의 동작을 나타내는 파형도.
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 직렬 연결 H-Bridge 방식의 고압 인버터 시스템에서 퓨즈 오픈, SCR 소손과 같은 인버터 시스템에 고장이 있는 경우에도 바이패스가 가능하도록 하는 기능을 가지고 있는 단위전력셀을 제공한다.
도1은 본 발명을 설명하기 위한 멀티레벨 인버터는 나타내는 블럭도이다.
도1에 도시된 바와 같이, 멀티레벨 인버터는 다수의 단위전력셀(U1~U6, V1~V6, W1~W6)이 각 출력상별로 그룹핑되어 직결연결되어 구성된다. 여기서는 하나의 상을 가지는 출력전압을 전동기(Induction Motor)로 제공하기 위하 6개의 단위전력셀이 직렬연결되어 있다. 즉, 단위전력셀(U1~U6)이 하나의 상을 가지는 출력전압을 제공하고, 단위전력셀(V1~V6)이 두번째 하나의 상을 가지는 출력전압을 제공하고, 인버터(W1~W6)가 세번째 상을 가지는 출력전압을 전동기(Induction Motor)로 제공한다. 전동기(Induction Motor)는 인버터에서 제공되는 3상의 전압에 의해 구동된다.
도2는 도1에 도시된 단위전력셀의 내부 회로도이다.
도2를 참조하여 살펴보면, 단위전력셀은 하나의 단상 인버터를 의미하며, 단위전력셀은 크게 정류부(20), DC-Link부(30), 인버터부(40)를 포함한다. 또한, 초기충전회로(10)와, SMPS(50)와, 제어부(60)를 포함한다. SMPS(50)는 스위칭회로를 이용한 전원공급부이며, 제어부(60)로 전원을 공급한다. 제어부(60)는 MC(Magnetic Contactor)의 상태에 따라 단위전력셀의 동작을 제어한다. 구체적으로 단위전력셀에서 고장이 발생했을 때, 제어부(60)는 MC의 접점을 붙이는 동작을 하며, 그로 인해 고장난 단위전력셀의 출력은 단락상태가 된다.
전술한 바와 같이, 직렬 연결 H-브릿지 방식의 고압 인버터 시스템은 저압 단상 인버터를 직렬로 연결한 구성이기 때문에 직렬 연결된 단위전력셀 중 임의의 단위전력셀이 고장이 난 경우 해당 단위전력셀의 출력을 단락시키는 바이패스기능을 실행하여 연속 운전이 가능한 것이다.
도1에 도시된 인버터 시스템의 단위전력셀은 퓨즈오픈(Fuse Open)이나 SCR 소손과 같은 인버터 입력단 고장의 경우에는 DC-Link부(30)의 캐패시터에 전압이 방전되고 SMPS(50)는 전원무감으로 동작하지 않는다. 그러면 SMPS(50)로부터 전원 공급을 받지 못한 제어부(60)는 MC(Magnetic Contactor)의 접점을 개폐시키지 못하고 결국 바이패스 기능은 동작하지 않는다. 또한, 트랜스포머(Transformer, TR)의 입력측이 퓨즈(Fuse) 뒤쪽에 결선되어 있기 때문에 퓨즈오프(Fuse Open)이 발생했을 때 MC에 전원공급을 못해준다.
본 발명에서는 보조 정류 회로를 구비하여, 입력단 고장 시에도 바이패스 기능을 할 수 있는 인버터를 제안한다. 본 발명의 직렬 연결 H-브릿지 방식의 고압 인버터 시스템은 퓨즈오프(Fuse Open), SCR 소손과 같은 인버터 입력단 고장의 경우에도 셀 바이패스 기능이 가능하도록 한다.
도3은 본 실시예에 따른 인버터 시스템의 단위전력셀을 나타내는 회로도이고, 도4은 도3에 도시된 단위전력셀의 동작을 나타내기 위한 회로도이다.
도3을 참조하여 살펴보면, 본 실시예에 따른 인버터 시스템의 단위전력셀은 정류부(200), 평활부(300), 인버터부(400) 및 보조정류회로(700)를 포함한다. 또한, 본 실시예에 따른 인버터 시스템의 단위전력셀은 초기충전회로(100)와, SMPS(500)와, 제어부(600)를 포함한다. SMPS(500)는 스위칭회로를 이용한 전원공급부이며, 제어부(600)로 전원을 공급한다. SMPS(500)에서 제공하는 전원에 의해 제어부(600)는 MC의 접점 단락을 제어한다.
정류부(200)는 입력된 AC 전원을 DC 전원으로 변경하는 역할을 하며, 이를 위해 6개의 다이오드가 2개씩 짝을 지어 직렬연결되어 있으며, 각각 3상의 입력전압을 공통 연결된 노드로 입력받는다. 평활부(300)는 정류부(200)에서 제공하는 DC 전원의 형태를 평활시키기 위해 캐패시터를 구비한다.
인버터부(400)는 다수의 스위치부를 구비하여 평활부(300)에서 평활된 전압을 스위칭동작으로 예정된 값을 가지는 출력전압으로 변경하여 제공한다. 여기서는 4개의 스위치부를 예시적으로 표시하였음며, 경우에 따라 다양한 형태로 스위치부를 배치시킬 수 있다.
제어부(600)는 모터연결부(MC)의 상태에 따라 단위전력셀의 동작을 제어한다. 구체적으로 단위전력셀에서 고장이 발생했을 때, 제어부(600)는 MC(Magnetic Contactor)의 접점을 붙이는 동작을 하며, 그로 인해 고장난 단위전력셀의 출력은 단락상태가 된다.
보조정류회로(700)는 6개의 정류 다이오드(D1~D6), 2개의 블로킹 다이오드(D7,D8) 및 돌입전류제한 저항(R)을 포함한다. 6개의 정류 다이오드(D1~D6)는 정류부(100)와 마찬가지로 6개의 다이오드가 2개씩 짝을 지어 직렬연결되어 있으며, 각각 3상의 입력전압을 공통 연결된 노드로 입력받는다. 2개의 블로킹 다이오드(D7,D8)는 평활부(300)의 두 노드와 보조정류회로(700)를 연결하는데 사용된다.
보조정류회로(700)는 6개의 정류 다이오드(D1~D6)는 3상 교류전원을 직류전원으로 정류하여 SMPS(500)에 전원을 공급하는 역할을 한다. SMPS(500)는 전술한 바와 같이, 스위칭회로를 이용한 전원공급부이다. 2개의 블로킹 다이오드(D7,D8)는 SMPS(500)에 입력되는 입력전원이 평활부(300)의 직류단 캐패시터로 흐르는 것을 방지한다. 돌입전류 제한저항(R)은 SMPS(500)에 전원투입 시 과도한 돌입전류로 인해 손상되는 것을 방지하기 위한 목적이다.
도4의 (a) 내지 (c)는 보조정류회로(700)의 동작을 나타내는 각 상황별로 나타내고 있는데, 특히, 인버터의 단위전력셀에 전원공급 흐름을 나타내고 있다.
전원전압이 제공되면, 인버터 입력전원은 초기충전회로(100)를 거쳐 평활부(300)의 직류단 캐패시터를 충전하고, SMPS(500)는 보조정류회로(700)를 통해 전원을 공급받는다.(도4의 (a) A 참조)
예정된 초기충전시간이 지나서 SCR이 턴온 되면 평활부(300)의 직류단 캐패시터는 정류부(200)를 통해 입력전원을 공급받고, SMPS(500)의 입력전원은 상대적으로 평활부(300)의 직류단 캐패시터에 의해서 공급받는다.(도4의 (b) B 참조)
만약, 입력단 소손 등의 단위전력셀에 고장이 발생할 때 직류단 캐패시터는 서서히 방전을 하게 되고 SMPS(500)의 입력전원은 전위차에 의해 보조정류회로(700)를 통해 전원을 공급받게 된다.(도4의 (c) C 참조) 전원을 계속 공급받게 되는 SMPS(500)에 의해서, 제어부(60)는 MC의 접점을 붙이는 동작을 할 수 있고,, 그로 인해 고장난 단위전력셀의 출력은 단락상태가 된다. 그러므로, 단위전력셀에 입력단 고장이 발생했어도 SMPS(500)는 정상동작을 하고 제어부(600)는 전원을 공급받아 바이패스 동작은 할 수 있는 것이다.
도5는 단위전력셀에 입력단 소손 발생 전·후 SMPS(500) 입력전압 파형과 단위전력셀 평활부(300)의 직류단 캐패시터에 인가되는 전압파형을 보여주고 있다. 퓨즈(Fuse)가 오픈 이후에 인버터 단위전력셀의 C-Link부(300)의 직류단 캐패시터에 인가된 전압은 방전되지만('셀 직류단 전압' 참고), SMPS(500)의 입력전압은 보조정류회로(700)를 통해 계속 제공받는 것을 확인할 수 있다('SMPS 입력전압' 참고)
지금까지 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 인버터의 단위셀은 직렬 연결 H-브릿지 방식의 고압 인버터에 적용할 수 잇으며, 입력단 소손과 같은 입력전원이 제대로 단위전력셀의 내부 정류회로에 제공되지 않는다 하더라도, 셀 바이패스 기능이 가능하다. 따라서, 본 발명에 의한 인버터의 단위셀은 직렬 연결 H-브릿지 방식의 고압 인버터는 동작상 안정성 향상을 기대할 수 있다.
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 (7)

  1. 입력단을 통해 제공되는 AC 입력전압을 DC 전압으로 정류하는 정류부;
    상기 정류부에서 정류된 DC 전압을 평활시키는 평활부;
    상기 평활된 DC 전압을 예정된 AC 전압으로 변환시키기 위한 인버터부;
    상기 정류부에 상기 DC 전압이 제공되지 않는 경우 상기 인버터부의 출력단을 단락시키기 위한 단락제어부; 및
    상기 평활부에서 제공되는 DC 전압을 상기 단락제어부로 제공하며, 상기 평활부에 평화된 DC 전압이 상기 정류부로 제공되지 않는 경우 상기 입력단에 인가된 AC 입력전압을 정류하여 상기 단락제어부로 제공하는 보조정류회로
    를 구비하는 인버터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 보조정류회로는
    상기 정류부와 대칭되는 회로구조를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 인버터.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 보조정류회로는
    상기 입력단에 인가된 AC 입력전압을 정류하여 상기 단락제어부로 제공하기 위한 다수의 제1 다이오드; 및
    상기 평활부에서 제공되는 전압이 상기 단락제어부로 전달되도록 하는 다수의 제2 다이오드를 구비하는 것을 특징으로 하는 인버터.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 다수의 제1 다이오드는
    짝수개의 다이오드가 2개씩 직렬연결되어, 입력되는 AC 입력전압의 각 상을 공통노드로 입력받는 것을 특징으로 하는 인버터.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제2 다이오드는
    상기 평활부의 제1 노드와 상기 단락제어부의 전원입력노드인 제1 노드를 연결하는 제2-1 다이오드; 및
    상기 평활부의 제2 노드와 상기 단락제어부의 전원입력노드인 제2 노드를 연결하는 제2-2 다이오드를 구비하고, 상기 제2-1 다이오드와 제2-2 다이오드는 서로 역방향인 것을 특징으로 하는 인버터.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 보조정류회로는
    다수의 제1 다이오드와 상기 단락제어부 사이에 전류흐름의 제한을 위한 저항을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 인버터.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 정류부, 상기 평활부, 상기 인버터부 및 상기 보조정류회로를 구비한 단위전력셀을 다수 구비하여 멀티레벨 출력전압을 제공할 수 있는 인버터.
KR1020130034214A 2013-03-29 2013-03-29 멀티 레벨 인버터 Ceased KR20140118394A (ko)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130034214A KR20140118394A (ko) 2013-03-29 2013-03-29 멀티 레벨 인버터
US14/188,445 US9444388B2 (en) 2013-03-29 2014-02-24 Medium voltage inverter system
EP14158250.2A EP2814162B1 (en) 2013-03-29 2014-03-07 Medium voltage inverter system
ES14158250T ES2752769T3 (es) 2013-03-29 2014-03-07 Sistema inversor de medio voltaje
JP2014049862A JP2014200169A (ja) 2013-03-29 2014-03-13 高圧インバータシステム
CN201410124555.7A CN104079199B (zh) 2013-03-29 2014-03-28 中压逆变器系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130034214A KR20140118394A (ko) 2013-03-29 2013-03-29 멀티 레벨 인버터

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20140118394A true KR20140118394A (ko) 2014-10-08

Family

ID=50236028

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130034214A Ceased KR20140118394A (ko) 2013-03-29 2013-03-29 멀티 레벨 인버터

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9444388B2 (ko)
EP (1) EP2814162B1 (ko)
JP (1) JP2014200169A (ko)
KR (1) KR20140118394A (ko)
CN (1) CN104079199B (ko)
ES (1) ES2752769T3 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180110540A (ko) * 2017-03-29 2018-10-10 엘에스산전 주식회사 인버터 제어 장치

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150140966A (ko) * 2014-06-09 2015-12-17 엘에스산전 주식회사 바이패스 운전 기능을 갖는 직렬형 h-브릿지 인버터
US9787210B2 (en) * 2015-01-14 2017-10-10 Rockwell Automation Technologies, Inc. Precharging apparatus and power converter
CN105356443B (zh) * 2015-12-02 2019-04-23 浙江绿动电机科技有限公司 电动工具及其断电保护系统
CN108242884B (zh) * 2016-12-23 2020-03-10 北京天诚同创电气有限公司 单路mppt并网用的光伏逆变器系统及其短路保护方法
DE102017202208A1 (de) 2017-02-13 2018-08-16 Siemens Aktiengesellschaft Versorgungseinrichtung für ein elektrisches Modul mit Sicherungselement
US11025052B2 (en) 2018-01-22 2021-06-01 Rockwell Automation Technologies, Inc. SCR based AC precharge protection
KR102105405B1 (ko) 2018-03-21 2020-04-28 엘에스일렉트릭(주) 고압 인버터 초기충전 시스템 및 그 제어방법
CN111313796B (zh) * 2019-12-13 2025-04-11 珠海格力电器股份有限公司 可切换驱动模式的驱动电路、方法、变频器及设备
CN113726177A (zh) * 2021-08-03 2021-11-30 华为数字能源技术有限公司 功率单元和固态变压器

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3419420A1 (de) * 1984-05-24 1985-11-28 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Unterbrechungsfreie stromversorgung
JPS6358899A (ja) 1986-08-29 1988-03-14 株式会社日立製作所 部品の取付け固定装置
JPH0619334Y2 (ja) * 1986-10-06 1994-05-18 富士電機株式会社 インバ−タ装置の制御回路電源装置
JPH1014132A (ja) 1996-06-27 1998-01-16 Sansha Electric Mfg Co Ltd 無停電電源装置
JP3489022B2 (ja) * 1999-03-18 2004-01-19 株式会社安川電機 ダイナミックブレーキ回路と半導体インバータ装置
DE10018774B4 (de) * 2000-04-15 2005-08-25 Koenig & Bauer Ag Verfahren und Schaltungsanordnung zum lagegeregelten Stillsetzen von rotierenden Bauteilen bei wellenlosen Antrieben bei Spannungsausfall
US8093764B2 (en) 2007-09-13 2012-01-10 Siemens Industry, Inc. Method and system for bypassing a power cell of a power supply
US8441147B2 (en) 2006-09-28 2013-05-14 Siemens Industry, Inc. Device and system for bypassing a power cell of a power supply
JP2009038848A (ja) 2007-07-31 2009-02-19 Panasonic Corp 電源回路
JP4706987B2 (ja) * 2009-07-15 2011-06-22 ダイキン工業株式会社 電力変換回路
JP2011193589A (ja) 2010-03-12 2011-09-29 Fuji Electric Co Ltd 電力変換装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180110540A (ko) * 2017-03-29 2018-10-10 엘에스산전 주식회사 인버터 제어 장치

Also Published As

Publication number Publication date
EP2814162A3 (en) 2015-10-21
CN104079199A (zh) 2014-10-01
EP2814162A2 (en) 2014-12-17
US20140292246A1 (en) 2014-10-02
CN104079199B (zh) 2017-10-13
EP2814162B1 (en) 2019-08-14
ES2752769T3 (es) 2020-04-06
JP2014200169A (ja) 2014-10-23
US9444388B2 (en) 2016-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20140118394A (ko) 멀티 레벨 인버터
JP6417043B2 (ja) 電力変換装置
US9042131B2 (en) Power-packet-switching converter with sequenced connection to link inductor
CN108432108B (zh) 具有三角形配置的模块化多电平转换器中的电压平衡
JP6736370B2 (ja) 電力変換システム
US10128741B2 (en) Power conversion device
EP2254223B1 (en) Improved self powered supply for power converter switch driver
JP2015012621A (ja) マルチレベル電力変換回路
CN103999311B (zh) 用于在变流器电路中保护中间电路电容器的方法
US9203323B2 (en) Very high efficiency uninterruptible power supply
US12021401B2 (en) Single stage charger for high voltage batteries
CN106464161B (zh) 使npc转换器中的dc链路电容器放电
EP3672054B1 (en) Power converter and method of controlling a power converter
TW201806278A (zh) 電力轉換系統
JP2016100960A (ja) 電力変換装置、太陽光発電システム、逆流電流防止方法、および逆流電流防止プログラム
CN107223304A (zh) 具有能量存储器的多电平变换器
JP5362657B2 (ja) 電力変換装置
CN104782034A (zh) 变换器
JP2003230275A (ja) Ｐｗｍサイクロコンバータの保護方法
CN110366812B (zh) 用于dc电力传输中的故障处理的方法和系统
CN111987919B (zh) 电力转换器
CN210201543U (zh) 用于提升可靠性的充电电路及光伏空调设备
US11411399B2 (en) Arrangement and method for a power bus
Afshari et al. A series-AC-link ISOP AC-AC converter with two power cells
RU2619917C1 (ru) Устройство гарантированного электропитания

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20130329

PG1501 Laying open of application
A201 Request for examination
PA0201 Request for examination

Patent event code: PA02012R01D

Patent event date: 20160104

Comment text: Request for Examination of Application

Patent event code: PA02011R01I

Patent event date: 20130329

Comment text: Patent Application

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20170110

Patent event code: PE09021S01D

AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
PE0601 Decision on rejection of patent

Patent event date: 20170724

Comment text: Decision to Refuse Application

Patent event code: PE06012S01D

Patent event date: 20170110

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event code: PE06011S01I

PX0901 Re-examination

Patent event code: PX09011S01I

Patent event date: 20170724

Comment text: Decision to Refuse Application

Patent event code: PX09012R01I

Patent event date: 20170303

Comment text: Amendment to Specification, etc.

E601 Decision to refuse application
E801 Decision on dismissal of amendment
PE0601 Decision on rejection of patent

Patent event date: 20170911

Comment text: Decision to Refuse Application

Patent event code: PE06012S01D

Patent event date: 20170110

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event code: PE06011S01I

PE0801 Dismissal of amendment

Patent event code: PE08012E01D

Comment text: Decision on Dismissal of Amendment

Patent event date: 20170911

Patent event code: PE08011R01I

Comment text: Amendment to Specification, etc.

Patent event date: 20170818

Patent event code: PE08011R01I

Comment text: Amendment to Specification, etc.

Patent event date: 20170303