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3-레벨 중성점 클래핑 타입 전력변환장치에 있어서, 상기 전력변환장치의 컨버터 출력 측에 보호 회로부;를 포함하며,상기 보호 회로부는, 상기 전력변환장치의 내부 제어부의 제어에 따라, 직류 배전선로에 고장 발생 시 전력변환장치의 전류출력을 내부 스위칭소자의 정격 이내로 제한시키면서 지속적으로 선로에 전류를 공급시키고, 또한 상기 선로의 고장이 제거되면 고장발생 이전의 상태로 돌아가 정상 출력전류를 출력하되,상기 보호 회로부는,상기 컨버터의 출력 측의 (+)단과 (-)단 사이에 직렬 연결된 제1 직렬-링크 커패시터(Co1)와 제2 직렬-링크 커패시터(Co2), 및 상기 커패시터 간의 중성점(N)을 기준으로 구분되는 제1 보호 회로부; 및 제2 보호 회로부;를 포함하여 구현되며,상기 제1 보호 회로부는,상기 제1 직렬-링크 커패시터(Co1)의 (+)단에 제1 저항(R1)을 통해 제1 스위치(S13)의 입력단이 연결되고, 상기 제1 직렬-링크 커패시터(Co1)의 (+)단에 제2 스위치(S14)의 입력단이 연결되며, 상기 제1 스위치(S13)의 출력단과 상기 제2 스위치(S14)의 출력단이 공통으로 연결되고,상기 제1 스위치(S13)의 출력단과 상기 제2 스위치(S14)의 출력단의 공통 연결점에 제3 스위치(S15)의 입력단이 연결되고, 상기 제1 직렬-링크 커패시터(Co1)와 제2 직렬-링크 커패시터(Co2)가 연결된 중성점(N)에 제1 인덕터(L4)의 일측이 연결되며 상기 인덕터(L4)의 다른 일측이 상기 제3 스위치(S15)의 출력단에 연결되고,상기 제1 스위치(S13)의 출력단과 상기 제2 스위치(S14)의 출력단, 및 상기 제3 스위치(S15)의 입력단의 공통 연결점에 제2 인덕터(L5)의 일측이 연결되며 상기 제2 인덕터(L5)의 다른 일측으로 제1 전압(Vo_1)과 제1 전류(Io_1)가 출력되도록 구현되고, 상기 제2 보호 회로부는,상기 제2 직렬-링크 커패시터(Co2)의 (-)단에 제2 저항(R2)을 통해 제4 스위치(S18)의 출력단이 연결되고, 상기 제2 직렬-링크 커패시터(Co2)의 (-)단에 제5 스위치(S17)의 출력단이 연결되며, 상기 제4 스위치(S18)의 입력단과 상기 제5 스위치(S17)의 입력단이 공통으로 연결되고,상기 제4 스위치(S18)의 입력단과 상기 제5 스위치(S17)의 입력단의 공통 연결점에 제6 스위치(S16)의 출력단이 연결되고, 상기 제1 인덕터(L4)의 다른 일측과 상기 제3 스위치(S15)의 출력단의 공통 연결점에 상기 제6 스위치(S16)의 입력단이 연결되고,상기 제4 스위치(S18)의 입력단과 상기 제5 스위치(S17)의 입력단, 및 상기 제6 스위치(S16)의 출력단의 공통 연결점에 제3 인덕터(L6)의 일측이 연결되며 상기 제3 인덕터(L6)의 다른 일측으로제2 전압(Vo_2)과 제2 전류(Io_2)가 출력되도록 구현된 것을 특징으로 하는 직류 배전선로용 직류전원공급 전력변환장치
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제 1항에 있어서, 상기 전력변환장치는, 자체에서 출력되는 제1 전류(Io_1)와 제2 전류(Io_2)를 검출하고,상기 검출된 제1 전류(Io_1)가 제1 단락전류(Io1,short) 보다 큰지 비교하고, 또한 상기 제2 전류(Io_2)가 제2 단락전류(Io2,short) 보다 큰지 비교하고,상기 비교 결과에 따라, 상기 제1 전류(Io_1)가 제1 단락전류(Io1,short) 보다 작고, 또한 상기 제2 전류(Io_2)가 제2 단락전류(Io2,short) 보다 작으면 선로가 정상 상태인 것으로 판단하고, 상기 제1 전류(Io_1)나 제2 전류(Io_2) 중 어느 하나라도 해당 단락전류보다 크면 선로가 단락 고장인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 직류 배전선로용 직류전원공급 전력변환장치
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제 5항에 있어서, 상기 선로 고장이 해소되면, 상기 전력변환장치는, 상기 보호 회로부의 제1,2 저항(R1, R2)에 각기 직렬 연결된 제1 스위치(S13)와 제4 스위치(S18)를 먼저 턴 온 시키고, 미리 설정된 일정시간이 경과된 후에 상기 보호 회로부의 제2 스위치(S14)와 제5 스위치(S17)를 턴 온 시킨 후 상기 제1 스위치(S13)와 제4 스위치(S18)는 턴 오프 시키며,상기 제1,2 저항(R1, R2)과 그에 각기 직렬 연결된 제1 스위치(S13)와 제4 스위치(S18)는 선로의 기생 커패시터 및 커패시터성 부하로 인해 발생하는 커패시터 충전 전류를 제한하기 위한 것임을 특징으로 하는 직류 배전선로용 직류전원공급 전력변환장치
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제 1항에 있어서, 상기 전력변환장치는,직류 배전선로에 전력을 공급하면서 아울러 출력전류를 센싱하고,상기 센싱된 전류로부터 고장전류 발생이 감지되면, 상기 전력변환장치는 출력전류를 스위칭소자의 정격 이내로 제한시키면서 선로에는 지속적으로 전류를 공급시키고, 이후 상기 고장전류가 해소되면, 상기 전력변환장치는 출력전류 제한을 해제하여 정상적인 출력전류를 출력하지만, 상기 고장전류가 해소되지 않으면 출력전류 제한 상태를 계속 유지하는 것을 특징으로 하는 직류 배전선로용 직류전원공급 전력변환장치
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제 7항에 있어서, 상기 전력변환장치는,상기 전력변환장치가 출력전류를 제한시키기 위하여, 상기 보호 회로부의 제3 스위치(S15)와 제6 스위치(S16)를 PWM(Pulse Width Modulation) 방식으로 스위칭하여 출력전류를 제한하여 상기 고장전류를 제한하는 것을 특징으로 하는 직류 배전선로용 직류전원공급 전력변환장치
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제 8항에 있어서, 상기 전력변환장치는,출력전류(Iout)와 선로제한 전류(Iout-Limit)를 비교하여 그 차이값(IERR)에 따라 PI(비례-적분) 제어기에서 PWM 계수(Scaler)를 조절하되,선로에 고장이 발생하여 상기 출력전류(Iout)가 선로제한 전류(Iout-Limit) 보다 증가할 경우에는 PWM 계수(Scaler)를 작게 조절하여 출력전류를 제한하고, 선로 고장 상황이 제거되어 상기 출력전류(Iout)가 선로제한 전류(Iout-Limit) 이하로 감소하게 되면, 상기 PWM 계수(Scaler)를 크게 조절하여 출력전류를 증가시키는 것을 특징으로 하는 직류 배전선로용 직류전원공급 전력변환장치
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제 1항에 있어서, 상기 전력변환장치는,자체에서 출력되는 제1 전압(Vo_1)와 제2 전압(Vo_2)을 검출하고,상기 제1 전압(Vo_1)과 제1 기준전압(Vo1,ref)이 같은지 비교하고, 또한 상기 제2 전압(Vo_2)과 제2 기준전압(Vo2,ref)이 같은지 비교하여,상기 비교 결과에 따라, 상기 제1 전압(Vo_1)과 제1 기준전압(Vo1,ref)이 같고, 또한 상기 제2 전압(Vo_2)과 제2 기준전압(Vo2,ref)이 같으면, 상기 전력변환장치는 선로의 전압이 정상 상태인 것으로 판단하고, 상기 제1 전압(Vo_1)이나 제2 전압(Vo_2) 중 어느 하나라도 해당 기준전압과 다르면 선로의 전압이 불평형 상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 직류 배전선로용 직류전원공급 전력변환장치
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