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직류/교류 변환기능을 갖는 인버터 회로와, 직류링크 전압 가 상기 인버터 회로에 공급되고, 직렬 연결된 상단 및 하단 커패시터가 직류링크 양단에 연결되고, 직렬 연결된 2개의 스위칭 소자 , 이 직류링크 양단에 연결되어 상기 상단 및 하단 커패시터와 병렬로 연결되며, 상기 상단 및 하단 커패시터의 중간 연결점과 2개의 스위칭 소자 , 의 중간 연결점이 인덕터를 통해 연결되어, 상기 상단 및 하단 커패시터의 중간 연결점과 상기 인덕터 사이에 중성점(neutral point) N을 형성하는 무정전 전원장치의 직류/교류 변환부에서 상기 상단 및 하단 커패시터는 각각 커패시턴스(capacitance) 를 가지며, 상기 인덕터는 인덕턴스(inductance) 을 가지며, 를 커패시터 전류, 을 중성선(neutral wire)에 흐르는 중성전류, 을 인덕터 전류, 중성점 N에 대한 상기 상단 캐패시터의 전압을 , 중성점 N 에 대한 상기 하단 커패시터의 전압을 라 하면, 직류링크 전압은 가 되며, 직류링크 양단의 전압 오차를 나타내는 직류링크 전압 오차 로 정의하여 상태변수를 로 정의하면, 직류링크 전압 오차 과 인덕터 전류 에 대한 상태방정식이 (E1)으로 주어지고, (E1)(E1)에서, , , 이고, 는 스위칭 소자 을 온(오프)시키는 듀티비(duty ratio)로서 제어입력을 의미하며,샘플링 주기(sampling period)를 라 하고, 이산화된 직류링크 전압 오차와 이산화된 인덕터 전류를 상태변수 로 정의하고, 이산화된 제어입력을 , 이산화된 중성전류를 라 하여, (E1)을 이산화한 이산시간 상태방정식을 (E2)라 하고, (E2)(E2)에서, , , 이고, 는 펄스폭변조 주기(pulse width modulation period) 동안 스위칭 소자 이 온(오프)되는 듀티비(duty ratio)라 할 때,직류링크 전압 오차 , 인덕터 전류 , 중성전류 를 입력받아 제어입력 를 출력하는 모델예측제어기(model predictive controller, MPC)를 포함하고,상기 모델예측제어기에서 출력되는 제어입력 는설계 파라미터(design parameter)로서 미리 선택된 행렬 과 상수 , 정수인 예측길이 에 대해 (E3) 로 주어지며, (E3)에서 , 이고, , , , , 이며, 는 이산시간 에서 예측한 이산시간 에서의 중성전류 값의 예측값을 의미하며, 은이고, , 를 만족하는 가 존재하도록 선택되며,중성전류 의 주기 이 샘플링 주기(sampling period) 에 대해 로 주어지며,상기 모델예측제어기는 중성전류 의 주기 -스텝(-step) 동안 입력받는 중성전류 를 저장하는 -스텝 메모리(-step memory)를 포함하고,의 예측값 , 는인 경우 상기 -스텝 메모리에 저장된 과거의 중성전류 값 으로 대체하여 구하고,인 경우, 초기값 0으로 설정하여 구하는 무정전 전원장치
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제1항에 있어서,상기 직류/교류 변환부에서 인덕터 전류 , 중성전류 를 검출하여 출력하는 전류검출부;상기 직류/교류 변환부에서 상기 상단 캐패시터 전압 , 상기 하단 커패시터 전압 를 검출하여 출력하는 전압검출부;상기 상단 캐패시터 전압 , 상기 하단 커패시터 전압 를 입력받아 가산하여 직류링크 전압 오차 를 출력하는 가산기;상기 모델예측제어기로부터 출력된 제어입력 를 입력받아 상기 직류/교류 변환부에 제어신호를 출력하는 펄스폭변조부(pulse-width modulator);를 더 포함하는 무정전 전원장치
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직류/교류 변환기능을 갖는 인버터 회로와, 직류링크 전압 가 상기 인버터 회로에 공급되고, 직렬 연결된 상단 및 하단 커패시터가 직류링크 양단에 연결되고, 직렬 연결된 2개의 스위칭 소자 , 이 직류링크 양단에 연결되어 상기 상단 및 하단 커패시터와 병렬로 연결되며, 상기 상단 및 하단 커패시터의 중간 연결점과 2개의 스위칭 소자 , 의 중간 연결점이 인덕터를 통해 연결되어, 상기 상단 및 하단 커패시터의 중간 연결점과 상기 인덕터 사이에 중성점(neutral point) N을 형성하는 무정전 전원장치의 직류/교류 변환부에서 상기 상단 및 하단 커패시터는 각각 커패시턴스(capacitance) 를 가지며, 상기 인덕터는 인덕턴스(inductance) 을 가지며, 를 커패시터 전류, 을 중성선(neutral wire)에 흐르는 중성전류, 을 인덕터 전류, 중성점 N에 대한 상기 상단 캐패시터의 전압을 , 중성점 N 에 대한 상기 하단 커패시터의 전압을 라 하면, 직류링크 전압은 가 되며, 직류링크 양단의 전압 오차를 나타내는 직류링크 전압 오차 로 정의하여 상태변수를 로 정의하면, 직류링크 전압 오차 과 인덕터 전류 에 대한 상태방정식이 (E1)으로 주어지고, (E1)(E1)에서, , , 이고, 는 스위칭 소자 을 온(오프)시키는 듀티비(duty ratio)로서 제어입력을 의미하며,샘플링 주기(sampling period)를 라 하고, 이산화된 직류링크 전압 오차와 이산화된 인덕터 전류를 상태변수 로 정의하고, 이산화된 제어입력을 , 이산화된 중성전류를 라 하여, (E1)을 이산화한 이산시간 상태방정식을 (E2)라 하고, (E2)(E2)에서, , , 이고, 는 펄스폭변조 주기(pulse width modulation period) 동안 스위칭 소자 이 온(오프)되는 듀티비(duty ratio)라 하고,, , 로 정의하고, , 를 고려하여 상태변수 , 출력 로 정의하여 얻은 상태방정식을 (E4), (E5)라 하고, (E4) (E5)(E4), (E5)에서 , , , 라 할 때,직류링크 전압 오차 , 인덕터 전류 , 중성전류 를 입력받아 제어입력 를 출력하는 모델예측제어기(model predictive controller, MPC)를 포함하고,상기 모델예측제어기에서 출력되는 제어입력 는설계 파라미터(design parameter)로서 미리 선택된 상수 과 정수인 예측길이 , 초기 제어입력 에 대해 (E6)로 주어지며, (E6)에서 , 이고, , , , 이며, 는 이산시간 에서 예측한 이산시간 에서의 값의 예측값을 의미하며,중성전류 의 주기 이 샘플링 주기(sampling period) 에 대해 로 주어지며,상기 모델예측제어기는 중성전류 의 주기 -스텝(-step) 동안 입력받는 중성전류 를 저장하는 -스텝 메모리(-step memory)를 포함하고,의 예측값 , 를 구할 때,는 인 경우 상기 -스텝 메모리에 저장된 과거의 중성전류 값 으로 대체하여 구하고, 인 경우, 초기값 0으로 설정하여 구하며,는 인 경우 상기 -스텝 메모리에 저장된 과거의 중성전류 값 으로 대체하여 구하고, 인 경우, 초기값 0으로 설정하여 구하는 무정전 전원장치
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제4항에 있어서,상기 직류/교류 변환부에서 인덕터 전류 , 중성전류 를 검출하여 출력하는 전류검출부;상기 직류/교류 변환부에서 상기 상단 캐패시터 전압 , 상기 하단 커패시터 전압 를 검출하여 출력하는 전압검출부;상기 상단 캐패시터 전압 , 상기 하단 커패시터 전압 를 입력받아 가산하여 직류링크 전압 오차 를 출력하는 가산기;상기 모델예측제어기로부터 출력된 제어입력 를 입력받아 상기 직류/교류 변환부에 제어신호를 출력하는 펄스폭변조부(pulse-width modulator);를 더 포함하는 무정전 전원장치
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직류/교류 변환기능을 갖는 인버터 회로와, 직류링크 전압 가 상기 인버터 회로에 공급되고, 직렬 연결된 상단 및 하단 커패시터가 직류링크 양단에 연결되고, 직렬 연결된 2개의 스위칭 소자 , 이 직류링크 양단에 연결되어 상기 상단 및 하단 커패시터와 병렬로 연결되며, 상기 상단 및 하단 커패시터의 중간 연결점과 2개의 스위칭 소자 , 의 중간 연결점이 인덕터를 통해 연결되어, 상기 상단 및 하단 커패시터의 중간 연결점과 상기 인덕터 사이에 중성점(neutral point) N을 형성하는 무정전 전원장치의 직류/교류 변환부에서 상기 상단 및 하단 커패시터는 각각 커패시턴스(capacitance) 를 가지며, 상기 인덕터는 인덕턴스(inductance) 을 가지며, 를 커패시터 전류, 을 중성선(neutral wire)에 흐르는 중성전류, 을 인덕터 전류, 중성점 N에 대한 상기 상단 캐패시터의 전압을 , 중성점 N 에 대한 상기 하단 커패시터의 전압을 라 하면, 직류링크 전압은 가 되며, 직류링크 양단의 전압 오차를 나타내는 직류링크 전압 오차 로 정의하여 상태변수를 로 정의하면, 직류링크 전압 오차 과 인덕터 전류 에 대한 상태방정식이 (E1)으로 주어지고, (E1)(E1)에서, , , 이고, 는 스위칭 소자 을 온(오프)시키는 듀티비(duty ratio)로서 제어입력을 의미하며,샘플링 주기(sampling period)를 라 하고, 이산화된 직류링크 전압 오차와 이산화된 인덕터 전류를 상태변수 로 정의하고, 이산화된 제어입력을 , 이산화된 중성전류를 라 하여, (E1)을 이산화한 이산시간 상태방정식을 (E2)라 하고, (E2)(E2)에서, , , 이고, 는 펄스폭변조 주기(pulse width modulation period) 동안 스위칭 소자 이 온(오프)되는 듀티비(duty ratio)라 하고,, , 로 정의하고, , 를 고려하여 상태변수 , 출력 로 정의하여 얻은 상태방정식을 (E4), (E5)라 하고, (E4) (E5)(E4), (E5)에서 , , , 라 할 때,전류검출부에서 상기 직류/교류 변환부로부터 인덕터 전류 , 중성전류 를 검출하여 출력하는 단계;전압검출부에서 상기 직류/교류 변환부로부터 상기 상단 캐패시터 전압 , 상기 하단 커패시터 전압 를 검출하여 출력하는 단계;가산기에서 상기 상단 캐패시터 전압 , 상기 하단 커패시터 전압 를 입력받아 가산하여 직류링크 전압 오차 를 출력하는 단계;모델예측제어기(model predictive controller, MPC)에서 직류링크 전압 오차 , 인덕터 전류 , 중성전류 를 입력받아 제어입력 를 출력하는 단계;펄스폭변조부(pulse-width modulator)에서 상기 모델예측제어기로부터 출력된 제어입력 를 입력받아 상기 직류/교류 변환부에 제어신호를 출력하는 단계;를 포함하고,상기 모델예측제어기에서 출력되는 제어입력 는설계 파라미터(design parameter)로서 미리 선택된 상수 과 정수인 예측길이 , 초기 제어입력 에 대해 (E6)로 주어지며, (E6)에서 , 이고, , , , 이며, 는 이산시간 에서 예측한 이산시간 에서의 값의 예측값을 의미하며,중성전류 의 주기 이 샘플링 주기(sampling period) 에 대해 로 주어지며,상기 모델예측제어기의 -스텝 메모리(-step memory)에서 중성전류 의 주기 -스텝(-step) 동안 입력받는 중성전류 를 저장하는 단계를 더 포함하고,의 예측값 , 를 구할 때,는 인 경우 상기 -스텝 메모리에 저장된 과거의 중성전류 값 으로 대체하여 구하고, 인 경우, 초기값 0으로 설정하여 구하며,는 인 경우 상기 -스텝 메모리에 저장된 과거의 중성전류 값 으로 대체하여 구하고, 인 경우, 초기값 0으로 설정하여 구하는 단계;를 더 포함하는 무정전 전원장치의 제어방법
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