• Journal of Power Electronics
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• 제10권1호
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• pp.34-42
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• 2010

Reliability is an important issue in cascaded H-bridge converters (CHB converters) because they use a high number of power semiconductors. A faulty power cell in a CHB converter can potentially lead to expensive downtime and great losses on the consumer side. With a fault-tolerant control strategy, operation can continue with the undamaged cells; thus increasing the reliability of the system. In this paper, the operating principles and the control method for a CHB multilevel rectifier are introduced. The influence of various faults on the CHB converter is investigated. The method of fault diagnosis and the bypassing of failed cells are explained. A fault-tolerant protection strategy is proposed to achieve redundancy in the CHB rectifier. The redundant H-bridge concept helps to deal with device failures and to increase system reliability. Simulation results verify the performance of the proposed strategy.

• Journal of Power Electronics
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• 제16권1호
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• pp.173-181
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• 2016

In this paper, a new technique for harmonic optimization in cascaded H-bridge 7-level inverters is proposed. The suggested strategy is based on minimizing an objective function which simultaneously optimizes the converter utilization and Total Harmonic Distortion (THD). The Switch Utilization Ratio (SUR) is formulized for both the phase and line-line voltages of a 7-level inverter and is considered in the final objective functions. Based upon the SUR formula, utilization ratio enhancement will reduce the value of feeding DC links, which improves the efficiency and lifetime of the circuit components due to lower voltage stresses and losses. In order to achieve more effective solution in different modulation indices, it is assumed that the DC sources can be altered. Experimental validation is presented based on a three-phase 7-level inverter prototype.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.218-219
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• 2016

This paper present Phase Shifted with carrier based on Sinusoidal PWM(SPWM) by using Cascaded NPC/H-birdge converter. The proposed Phase Shifted PWM method is adding third harmonic injection in switching signal. The advantage of the proposed method is reducing the voltage and capacity of the capacitor. This paper compare general Phase Shifted method with proposed Phase Shifted method that added the third harmonic injection. Each PWM method is tested without considering the switching loss by using PSIM 9.1.4 simulation.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.1161-1162
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• 2011

본 논문에서는 독립된 DC 입력전원을 요구하는 Cascaded H-bridge 멀티레벨 인버터를 단일 입력전원으로 구동시키기 위한 회로 구조를 제안한다. 변압기 포화를 방지하기 위해 채용되는 리센 권선을 가지는 포워드 컨버터의 구조를 변경한 것으로 리셋 권선에 의해 전원으로 회생되는 에너지가 출력단으로 전달되도록 변경된다. 제안된 회로 구조의 입출력전압과 스위치의 도통비와의 관계를 이론적으로 분석하고 시뮬레이션을 통해 타당성을 검증한다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2013년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.128-129
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• 2013

본 논문에서는 전기로 부하에서 발생하는 무효전력 성분과 역상분 전류를 보상하기 위한 STATCOM(STATic synchronous COMpensator)을 Cascaded Multilevel Converter(CMC)로 구성하는 경우 역상분 전류 보상시에 발생하는 직류전압의 불평형을 보상하기 위한 방법을 제안하고, 이를 시뮬레이터를 통해 검증하였다.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제12권6호
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• pp.2278-2288
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• 2017

Multilevel converter topologies are widely used in many applications. The cascaded H-bridge multilevel inverter (CHBMI), which is one of many multilevel converter topologies, has been introduced as a useful topology in high and medium power. However, it has a drawback to require a lot of switches. Therefore, the reliability of CHBMI is important factor for analyzing the performance. This paper presents a simple switch fault diagnosis method for single-phase CHBMI. There are two types of switch faults: open-fault and short-fault. In the open-fault, the body diode of faulty switch provides a freewheeling current path. However, when the short-fault occurs, the distortion of output current is different from that of the open-fault because it has an unavailable freewheeling current flow path due to a disconnection of fuse. The fault diagnosis method is based on the zero current time analysis according to zero-voltage switching states. Using the proposed method, it is possible to detect the location of faulty switch accurately. The PSIM simulation and experimental results show the effectiveness of proposed switch fault diagnosis method.

• Journal of Power Electronics
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• 제17권2호
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• pp.522-532
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• 2017

This paper presents a novel integrated structure for a cascaded distribution static compensator (D-STATCOM) and distribution transformer for medium-voltage reactive power compensation. The cascaded multilevel converter is connected to a system via a group of special designed taps on the primary windings of the Dyn11 connection distribution transformer. The three-phase winding taps are symmetrically arranged and the connection point voltage can be decreased to half of the line-to-line voltage at most. Thus, the voltage stress for the D-STATCOM is reduced and a compromise between the voltage rating and the current rating can be achieved. The spare capacity of the distribution transformer can also be fully used. The working mechanism is explained in detail and a modified control strategy is proposed for reactive power compensation. Finally, both simulation and scaled-down prototype experimental results are provided to verify the feasibility and effectiveness of the proposed connection structure and control strategy.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.1096-1097
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• 2015

Cascaded DC-DC컨버터 방식은 전체 모듈을 하나의 인버터로 제어하는 중압집중방식에 비하여 일사량 변화 및 부분 음영에 대하여 최대전력발전에 유리하다. 태양광발전시스템에서 똑같은 조건의 부분 음영이 발생하였을 때 중앙집중 인버터 방식에서는 부분 음영의 영향을 받는 모듈이 부하로 작용하여 최대전력점을 제대로 추정하지 못하는 반면 Cascaded DC-DC컨버터 방식은 일사량의 변화에도 최대전력추종을 하여 비교적 높은 효율로 발전을 할 수 있다. 본 논문에서는 태양광발전시스템에서 중앙집중 인버터 방식과 Cascaded DC-DC컨버터 방식에 부분 음영이 발생하지 않았을 때와 발생하였을 때의 발전량의 차이를 PSCAD/EMTDC를 통해 모의 분석하고, 실제 태양광발전시스템에 적용하여 비교 분석한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제31권8C호
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• pp.806-815
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• 2006

디지털 변복조 장치에는 디지털 신호의 표본화 속도를 변환시키는 표본화 속도 변환기(SRC: sample rate converter)가 필요한데, 여기에 사용되는 저역필터의 구현 문제를 연구하였다. 표본화 속도 변환율이 클 경우에는 저역필터의 신호처리 연산량이 많아져서 구현에 부담이 되므로 연산량을 감소시키는 방안이 중요하다. 본 논문에서는 이 필터를 2 단의 직렬 필터로 분할하여 구현하는 설계 방법을 제시하였고, 1 단 구조의 단일 필터로 구현하였을 경우에 비교하여 신호처리 연산량이 감소되는 것을 확인하였다. 표본화 속도 변환율이 증가할수록 2 단분할 방안에 의한 연산량 감소 효과는 증가하며, 변환율이 32 에서는 72 %까지 감소되는 것을 확인하였다. 변환율을 2 단으로 분할함에 있어서도 인수의 조합에 따라서 감소 효과가 다르게 나타났으므로, 여러 변환율에 대하여 최적 성능의 분할율을 조사하였다. 저역필터는 다상 필터 구조를 갖는 FIR 필터를 대상으로 하였으며, 필터계수의 설계는 Parks-McCllelan 알고리즘을 이용하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2011년도 전력전자학술대회
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• pp.352-353
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• 2011

This paper proposes a cascaded boost type inverter system to compensate the voltage sag. If the voltage sag has appeared in input voltage, a cascaded boost converter would be operated to compensate voltage sag. The output voltage is kept constant by a direct-quadrature frame controller in the single-phase PWM inverter. The validity of proposed system is verified by simulation on the 300W cascaded boost type inverter system.