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복수개의 스위치들을 구비하고, 입력단으로부터 입력되는 3상의 제1 교류 전압을 직류 전압으로 정류하는 정류기;
상기 직류 전압을 3상의 제2 교류 전압으로 변환하여 출력단으로 출력시키는 변환기; 및
상기 정류기의 스위치들의 온-오프를 제어하는 제1 제어 신호를 생성하는 제어기를 구비하고, 상기 변환기는,
상기 정류기로부터 변환된 상기 직류 전압이 인가되는 DC 링크단과, 상기 제2 교류 전압의 각 상에 대응되는 인버터들을 구비하는 인버터단 사이에 위치하여 상기 직류 전압을 증폭시키는 임피던스 소스 네트워크를 구비하고,
상기 정류기의 스위치들은, 상기 인버터단이 영전압 상태가 되어 상기 DC 링크단이 영전류 상태일 때에 스위칭되며,
상기 임피던스 소스 네트워크는,
일 단이 상기 제어 스위치의 일 단과 연결되고, 타 단이 상기 인버터단의 일 단과 연결되는 제1 인덕터;
일 단이 상기 DC 링크단의 타 단과 연결되고, 타 단이 상기 인버터단의 타 단과 연결되는 제2 인덕터;
상기 제1 인덕터의 일 단과 상기 제2 인덕터의 타 단 사이에 연결되는 제1 커패시터; 및
상기 제1 인덕터의 타 단과 상기 제2 인덕터의 일 단 사이에 연결되는 제2 커패시터를 구비하고,
상기 제1 인덕터와 상기 제2 인덕터의 인덕턴스가 동일하고, 상기 제1 커패시터와 상기 제2 커패시터의 커패시턴스가 동일하며,
암단락 상태에서의 상기 인덕터의 전류의 변화량은, 상기 제1 커패시터 또는 상기 제2 커패시터의 양단에 걸리는 전압에서 상기 인덕턴스를 나눈 값을 암단락 단위 시간을 곱한 값이고,
비암단락 상태에서의 상기 인덕터의 전류의 변화량은, 상기 직류 전압의 순시평균전압에서 상기 제1 커패시터 또는 상기 제2 커패시터의 양단에 걸리는 전압을 뺀 값을 상기 인덕턴스를 나누고 비암단락 단위 시간을 곱한 값이고,
상기 암단락 단위 시간과 상기 비암단락 단위 시간을 합한 스위칭 주기 동안, 상기 암단락 상태에서의 전류의 변화량과 상기 비암단락 상태에서의 전류의 변화량의 합은 영이고,
상기 인버터단에 걸리는 전압은,
상기 스위칭 주기를 상기 비암단락 단위 시간에서 상기 암단락 단위 시간을 뺀 값으로 나눈 승압률(boosting factor)과 상기 직류 전압의 순시평균전압의 곱인 것을 특징으로 하는 매트릭스 컨버터
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제1 항에 있어서,
상기 DC 링크단 및 상기 임피던스 소스 네트워크의 일 단 사이에 위치하고, 상기 인버터단이 비암단락 상태(nonshoot-through state)일 때 온되고, 상기 인버터단이 암단락 상태일 때 오프되는 제어 스위치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 매트릭스 컨버터
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제2 항에 있어서, 상기 암단락 상태는,
상기 인버터단이 비암단락 영전압 상태일 때 삽입되는 것을 특징으로 하는 매트릭스 컨버터
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4
제 3 항에 있어서, 상기 비암단락 영전압 상태는,
상기 인버터단에 포함되는 복수개의 스위치들 중, 상기 임피던스 소스 네트워트의 일 단에 연결되는 스위치들은 모두 온되고, 상기 임피던스 소스 네트워트의 타 단에 연결되는 스위치들은 모두 오프되는 경우에 형성되는 것을 특징으로 하는 매트릭스 컨버터
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삭제
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제1 항에 있어서, 상기 제2 교류 전압은,
상기 인버터단에 걸리는 전압에 대한 공간 벡터 변조 기법을 수행하여, vi는 상기 인버터단에 걸리는 전압이고 Vdc는 상기 직류 전압의 순시평균전압의 곱이고 mi는 상기 인버터단의 변조지수(modulation index)이고 B는 상기 승압률이라 할 때, 다음과 같은 수학식으로 나타내어 지는 것을 특징으로 하는 매트릭스 컨버터
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10
제9 항에 있어서, 상기 매트릭스 컨버터의 전압 전달률은,
상기 제2 교류 전압에서 상기 제1 교류 전압의 최대 상전압 Vm으로 나눠, cosθin은 상기 제1 교류 전압의 입력 역률들의 절대치의 최대값을 나타낼 때, 다음의 수학식으로 나타내어 지는 것을 특징으로 하는 매트릭스 컨버터
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제1 항에 있어서, 상기 복수개의 스위치들은 각각,
전력용 반도체 스위칭 소자; 및
상기 전력용 반도체 스위칭 소자와 순방향 및 역방향으로 연결되는 복수개의 다이오드들을 구비하는 것을 특징으로 하는 매트릭스 컨버터
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12
제1 항에 있어서, 상기 제2 교류 전압은,
상기 제1 교류 전압과 다른 진폭을 갖는 것을 특징으로 하는 매트릭스 컨버터
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13
제1 항에 있어서, 상기 매트릭스 컨버터는,
스파스 매트릭스 컨버터인 것을 특징으로 하는 매트릭스 컨버터
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