• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2003.07b
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• pp.625-629
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• 2003

멀티 레벨 인버터는 고 전력 시스템에서 많이 사용되고 있다. 일반적으로 멀티 레벨 인버터는 캐스케이드와 NPC(Nuetral Point clamped) 두 가지 회로 방식이 있다. 동일한 시스템 조건에서 두 인버터를 비교하여 어느 한 인버터의 특성이 좋은가를 분석하기 위해 동일 조건하에 인버터 구조에 따라서 회로방식이 THD에 어떠한 영향을 주는지에 대해서 시뮬레이션을 통하여 살펴보고, FMI(Fundamental Modulation Index, 기본파 변조 지수)에 따라 두 회로 방식에 대한 THD 변화를 레벨 수에 따라 분석하고자 한다. 인버터에 사용되는 PWM 방식으로는 멀티 캐리어 PWM을 사용하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2013.07a
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• pp.120-121
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• 2013

무공해이고 무한정한 에너지원이며 설치가 용이한 태양광 발전 시스템의 보급이 확산함에 따라 계통 연계형 발전 시스템을 설계하였다. 본 시스템은 인터리브 방식의 부스트 컨버터를 이용하여 MPPT를 수행하였고 계통연계를 위해 NPC 3-레벨 인버터를 사용하였다. NPC 3-레벨 인버터는 2-레벨 인버터와 비교했을 때 같은 스위칭 주파수에서 출력전압 및 전류의 고조파 성분을 반 이상 줄일 수 있는 장점이 있다. NPC 3-레벨 인버터는 DC 링크단의 전압을 일정하게 가져가는 역할을 하는 동시에 상, 하단의 커패시터의 전압을 균등하게 분배하는 제어를 하고, 출력전류를 정현적으로 가져가기 위한 제어를 하였다. 본 시스템의 시뮬레이션 및 실험을 수행하였고 THD 및 역률을 확인하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2014.07a
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• pp.205-206
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• 2014

본 논문은 불평형 계통 조건하에 LCL필터를 사용한 3레벨 NPC 인버터의 모델링과 정지 좌표계에서 전류의 정상분과 역상분을 동시에 제어하여 인버터 시스템을 안정적으로 동작시키는 방법을 제안한다. 또한 본 논문은 NPC 인버터가 가지는 태생적인 문제점인 중성점 전압 밸런싱 문제를 간단히 계산 된 옵셋전압을 이용하여 해결한다. 제안된 방법은 시뮬레이션 결과를 통하여 타당성을 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2012.07a
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• pp.209-210
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• 2012

NPC 인버터는 높은 효율과 우수한 출력 THD로 계통연계 시스템에 많이 채용되고 있다. 이때 LCL필터는 계통연계 기준을 만족하면서 가격과 부피측면을 고려하여 인덕턴스와 캐패시턴스는 가능한 작게 설계하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 계통연계형 NPC 인버터에서 PWM기법을 고려하여 계통전류의 고조파 기준을 만족하면서 설계자가 독립부하 전압리플, 인덕터 부피, 무효전류량, 시스템 대역폭에 가중치를 적용할 수 있는 LCL필터 최적설계 방법을 제안한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2015.07a
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• pp.57-58
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• 2015

대용량 분산 발전원이 증가하면서 이러한 대용량 분산 발전을 효율적으로 운전하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 멀티레벨 인버터 토폴로지 중 NPC와 T-type 인버터의 중성점 전압제어와, DSVPWMx(Discontinuous Space Vector Pulse Width Modulation) 방식을 적용하여 두 개의 멀티레벨 인버터에서 발생하는 효율과 제어방식의 차이를 시뮬레이션 하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2012.07a
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• pp.510-511
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• 2012

최근 전력변환 분야에서 고압 인버터의 요구가 증가함에 따라 국내외 Drive 업체에서 멀티레벨 인버터에 대한 관심이 커지고 있다. 특히, 현재 LS산전에서 양산되고 있는 Cascaded H-Bridge(이하 CHB) Type의 멀티레벨 인버터와 더불어 1981년 Nabae 교수에 의해 처음 제안된 3-Level Neutral Point Clamped(이하 NPC) Type의 멀티레벨 인버터는 최근 그 성능 및 신뢰성에 대한 검증이 많이 이루어 졌으며 경쟁사인 ABB/YASKAWA/TMEIC사(社) 등에서 실제 제품화가 되고 있다. 본 논문에서는 현재 LS산전에서 개발중인 3-Level NPC 인버터 기반의 5-Level NPC 인버터의 System 최적화를 위해 양산중인 CHB Type의 멀티레벨 인버터와 그 특성을 비교하여 해당 인버터 개발에 대한 타당성을 검증하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2020.08a
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• pp.115-117
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• 2020

본 논문에서는 300kW급 모듈형 NPC 인버터의 방열 설계를 위해 전력반도체 스위치 소자의 손실을 분석하여 열적 특성을 고려한 인버터 모듈을 설계하고 제작을 하였다. 전력반도체 스위치의 손실은 스위칭 손실과 도통손실로 구분되며, 대부분 열손실로 나타나기 때문에 발열량을 토대로 방열판의 구조 및 크기를 결정하였다. 인버터 높은 출력비를 얻기 위해서는 열 손실을 고려한 방열판 설계는 반드시 필요한 과정으로 설계 과정의 타당성을 검증하기 위해 PLECS를 통한 시뮬레이션과 실험결과를 비교하였다.

• Journal of Power Electronics
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• v.12 no.2
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• pp.285-293
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• 2012

Multilevel inverters have gained attention in high-power applications due to their numerous advantages in comparison with conventional two-level inverters. In this paper a simplified Space-Vector Modulation (SVM) algorithm for a three-level Neutral-Point Clamped (NPC) inverter is implemented on a Freescale$^{(R)}$ DSP56F8037. The algorithm is based on a simplification of the space-vector diagram for a three-level inverter so that it can be used with a two-level inverter. Once the simplification has been achieved, calculation of the dwell times and the switching sequences are carried out in the same way as for the two-level SVM method. Details of the hardware design are included. Experimental results are analyzed to validate the performance of the simplified algorithm.

• Journal of Power Electronics
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• v.14 no.6
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• pp.1197-1207
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• 2014

Common-mode voltage (CMV) causes overvoltage stress to winding insulation and damages AC motors. CMV with high dv/dt causes leakage currents, which create noise problems for equipment installed near the converter. This study proposes a new pulse-width modulation (PWM) strategy for three-level T-type NPC inverters. This strategy substantially eliminates CMV. The principle for selecting suitable triangle carrier signals for the three-level T-type NPC is described. The proposed method can mitigate the peak value of CMV by 50% compared with the phase disposition pulse-width modulation method. Furthermore, the proposed method exhibits better harmonic spectrum and lower root mean square value for the CMV than those of the reduced-CMV method on the basis of the phase opposition disposition PWM scheme with modulation index higher than 0.5. The proposed modulation can easily be implemented using software without any additional hardware modifications. Both simulation and experimental results demonstrate that the proposed carrier phase-shift PWM method has good output waveform performance and reduces CMV.

• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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• v.27 no.3
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• pp.221-227
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• 2022

The reliability improvement of PV systems is an important factor in reducing the cost of PV energy because it is closely related to the annual energy production as well as the maintenance cost of PV systems. The reliability of PV inverters plays a key role in the reliability of PV systems because it is regarded as one of the most reliable critical parts of PV systems. The lifetime evaluation of PV inverters considering the mission profile in the design phase plays an important role in reliability design to ensure the required lifetime of PV inverters. In this paper, the lifetime of representative single-phase T-type and I-type NPC inverters are comparatively evaluated by considering the mission profile of a PV system recorded at Iza, Spain. Furthermore, the effect of the pulse width modulation methods on the lifetime is also discussed. The lifetime evaluation of PV inverters is performed at the component-level first and then the system level by considering all power devices.