The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics (전력전자학회논문지)

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Hybrid Multilevel Inverter Connecting a Full-bridge Inverter to a 5-level Inverter in Series

풀-브리지 인버터와 5-레벨 인버터의 직렬결합을 이용한 혼합형 멀티레벨 인버터

  • 홍운택 (한밭대 제어계측공학과) ;
  • 최원균 (한밭대 제어계측공학과) ;
  • 권철순 (한밭대 제어계측공학과) ;
  • 강필순 (한밭대 제어계측공학과)
  • Received : 2010.09.29
  • Accepted : 2010.11.02
  • Published : 2011.02.20
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Abstract

This paper presents a circuit configuration of multilevel inverter to synthesize a large number of output voltage levels by connecting a full-bridge inverter to a 5-level inverter in series. We analyze the characteristics by computer-aided simulations and experiments when it has input voltage sources which have the same and the power of three in the amplitude. In addition, it is compared with the conventional transformer based multilevel inverter.

본 논문에서는 풀-브리지 인버터와 양방향 스위치를 가지는 5-레벨 인버터를 직렬 결합시켜 출력전압에 다수의 레벨을 형성할 수 있는 멀티레벨 인버터 구조를 제안한다. 제안된 회로의 입력전압원 크기가 서로 동일한 경우와 3의 배수 형태를 가지는 경우에 대한 특성을 분석하고 시뮬레이션 및 실험을 통해 효율적인 혼합형 회로 구성을 제시한다. 또한 기존의 변압기를 이용한 방식과 비교하여 장단점을 분석한다.

Keywords

References

  1. L. G. Franquelo, J. Rodriguez, S. Kouro, R. Portillo, and M. A. M. Prats, "The age of multilevel converter arrives", IEEE Ind. Electron. Magazine, pp. 28-39, 2008.
  2. J. Rodriguez, J. S. Lai, and F. Z. Peng, "Multilevel Inverters: A survey of topologies, controls, and applications", IEEE Trans. Ind. Electron., Vol. 49, No. 4, pp. 724-738, 2002, Aug. https://doi.org/10.1109/TIE.2002.801052
  3. J. S. Lai, and F. Z. Peng, "Multilevel Converters-A New Breed of Power Converters", IEEE Trans. Ind. Appl., Vol. 32, No. 3, pp. 509-517, 1996, May/June. https://doi.org/10.1109/28.502161
  4. L. M. Tolbert, F. Z. Peng, and T. G. Habetler, "Multilevel converters for large electric drives", IEEE Trans. Ind. Electron, Vol. 35, pp. 36-44, 1999.
  5. F. S. Kang, S. J. Park, M. H. Lee, and C. U. Kim, "An Efficient Multilevel Synthesis Approach and its Application to a 27-Level Inverter", IEEE Trans. Ind. Electron., Vol. 52, No. 6, pp. 1600-1606, 2005, Dec. https://doi.org/10.1109/TIE.2005.858715
  6. F. S. Kang, S. J. Park, S. E. Cho, C. U. Kim, and T. Ise, "Multilevel PWM Inverters Suitable for the Use of Stand-alone Photovoltaic Power Systems", IEEE Trans. Energy Convers., Vol. 20, No. 4, pp. 906-915, 2005, Dec. https://doi.org/10.1109/TEC.2005.847956
  7. S. J. Park, F. S. Kang, M. H. Lee, and C. U. Kim, "A New Single-Phase Five-Level PWM Inverter Employing a Deadbeat Control Scheme", IEEE Trans. Power Electron., Vol. 18, No. 3, pp. 831-843, 2003, May. https://doi.org/10.1109/TPEL.2003.810837
  8. 송성근, 박성준, 김동옥, 임영철, 김광현, "공통암을 이용한 3상 변압기 절연 멀티레벨 인버터", 전력전자학회 논문지, 제12권, 제2호, pp. 149-156, 2007. 4.
  9. 홍운택, 최원균, 권철순, 현석환, 강필순, "혼합형 멀티레벨 인버터의 입력전압원 크기에 따른 출력전압 특성 분석", 2010 전력전자학술대회 논문집, pp. 502-503, 2010. 7. 6-9.
  10. 최원균, 홍운택, 권철순, 현석환, 강필순, "두 대의 5-레벨 인버터의 직렬 결합을 이용한 멀티레벨 인버터", 2010 전력전자학술대회 논문집, pp. 504-505, 2010. 7. 6-9.
  11. 권철순, 최원균, 홍운택, 현석환, 강필순, "다단출력전압 형성을 위한 절연방식과 비절연방식 멀티레벨 인버터의 특성 비교", 2010 전력전자학술대회 논문집, pp. 500-501, 2010. 7. 6-9.
  12. G. P. Adam, S. J. Finney, A. M. Massoud, and B. W. Williams, "Capacitor Balance Issues of the Diode-Clamped Multilevel Inverter Operated in a Quasi Two-State Mode", IEEE Trans. Ind. Electron, Vol. 55, No. 8, pp. 3088-3099, 2008, Aug. https://doi.org/10.1109/TIE.2008.922607

Cited by

  1. A New Multilevel Inverter of H-bridge Topology using Bidirection Switch vol.17, pp.4, 2012, https://doi.org/10.6113/TKPE.2012.17.4.291
  2. Efficient Switching Pattern to Decrease Switching Losses in Cascaded H-bridge PWM Multilevel Inverter vol.62, pp.4, 2013, https://doi.org/10.5370/KIEE.2013.62.4.502