KR102153422B1 - 고전압 대용량 전력변환장치용 스너버 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인버터 또는 컨버터인 전력변환장치용 스너버에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대용량 고전압 전력변환장치에서 IGCT 등의 반도체 스위칭 소자의 턴-온시 전류의 상승률을 제한하기 위한 스너버(snubber)에 관한 것이다.
본 발명은, 스너버로서, 전력을 변환하기 위한 적어도 하나의 반도체 스위치를 포함하는 스위치 모듈과, 직류 전압을 평활하기 위한 커패시터를 포함한 DC-링크 커패시터 모듈사이에 구비되고, 적어도 하나의 변압기 모듈을 포함하며, 상기 스위치 모듈에 포함된 반도체 스위치 중 적어도 하나가 ON되면, 상기 변압기는 상기 변압기의 상호 인덕턴스(mutual inductance)를 이용하여 인덕터로 동작함으로써, 상기 반도체 스위치를 통해서 흐르는 전류의 기울기를 소정의 기울기 이하로 제한하고, 상기 반도체 스위치가 OFF되면, 상기 변압기에 저장된 자화 에너지를 상기 전력변환장치의 DC-링크 커패시터 모듈로 전달하는 것을 특징으로 하는 라이다 장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 스너버에 의한 손실을 줄일 수 있는 효과, 스너버 다이오드로서 저전압 다이오드를 사용할 수 있는 효과, DC-링크 커패시터의 수정이나 제한 없이 스너버를 적용할 수 있는 효과가 있다.

Description

고전압 대용량 전력변환장치용 스너버 {A SNUBBER FOR A HIGH-VOLTAGE AND HIGH-POWER POWER CONVERSION DEVICE}

본 발명은 인버터 또는 컨버터인 전력변환장치용 스너버에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대용량 고전압 전력변환장치에서 IGCT 등의 반도체 스위칭 소자의 턴-온시 전류의 상승률을 제한하기 위한 스너버(snubber)에 관한 것이다.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.

최근 풍력발전용량이 수십 MW이상으로 대용량화 되면서 해상 풍력 발전소에 대한 개발도 크게 증가하고 있다. 일반적인 풍력발전 시스템은 풍력 터빈으로부터 생산된 전력이 전력변환장치를 통해 계통과 연계되는 구조로 발전시스템의 정격용량의 전력 변환 시스템이 요구된다. 대용량 풍력 발전 시스템은 그 특성상 높은 전압과 전류로 운용되고 전력 변환 장치 역시 해당 조건을 만족하도록 설계 되어야 한다. 이러한 특성으로 인해 멀티 레벨 전력 변환 시스템이 적용되고 있다. 이에 더해 대용량 고전압 멀티 레벨 전력 변환 시스템의 경우 전류 용량 및 DC-link전압 정격을 만족시키기 위한 전력용 반도체의 선택 또한 중요한 요소로 대두되었으며, 최근에 개발 된 IGCT 및 press-pack 다이오드는 보다 높은 전압에서 이용 가능하여 산업전반에서 채택하여 사용하고 있다.

IGCT는 스위칭 온 동작 시 IGCT의 전류상승률 특성을 만족시키는 di/dt 제한 인덕터와 스위칭 오프 시 과도 전압 스파이크를 제한하는 과전압 보호 회로를 필요로 한다.

도 1은 종래의 스너버(30)를 포함한 전력변환장치(100)를 도시하였다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 종래의 스너버는 인덕터, 저항, 커패시터, 다이오드를 포함하고, 반도체 스위치가 온 될 때 인덕터를 이용해서 전류의 상승 기울기를 제한하고, 반도체 스위치가 오프 될 때 저항, 커패시터, 다이오드를 이용해서 과도 전압 스파이크가 발생하는 것을 방지한다. 그런데, 이러한 구조의 스너버는 인덕터에 축적된 에너지를 회생하지 않는 점에서 추가적인 전력 손실이 발생시키고, 시스템의 부품 수를 증가시키는 문제가 있다. 나아가, 고전압 전력변환장치인 경우에, 스너버에 포함된 다이오드에 인가되는 전압이 높아서, 고전압 사양의 다이오드가 필요한데, 고전압 사양의 다이오드는 저전압 사양의 다이오드에 비해서 가격이 매우 높고(예를 들어, 10~50배), 사이즈도 크고, 무거운 문제점이 있다.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 동일한 di/dt 제한 능력을 가지지만 보다 낮은 손실을 갖는 효율적인 스너버 회로를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 다수의 2차측 권선을 갖는 플라이백 변압기를 포함하는 스너버 회로로, 특히 과도현상 시 IGCT의 스위칭 동안 클램프 다이오드의 전압 스트레스를 감소시키는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 스너버 모듈로서, 전력을 변환하기 위한 적어도 하나의 반도체 스위치를 포함하는 스위치 모듈과, 직류 전압을 평활하기 위한 커패시터를 포함한 DC-링크 커패시터 모듈사이에 구비되고, 적어도 하나의 변압기를 포함하는 변압기 모듈을 포함하며, 상기 스위치 모듈에 포함된 반도체 스위치 중 적어도 하나가 ON되면, 상기 변압기가 상기 변압기의 상호 인덕턴스(mutual inductance)를 이용하여 인덕터로 동작함으로써, 상기 반도체 스위치를 통해서 흐르는 전류의 기울기를 소정의 기울기 이하로 제한하고, 상기 반도체 스위치가 OFF되면, 상기 변압기에 저장된 자화 에너지를 상기 전력변환장치의 DC-링크 커패시터 모듈로 전달하는 것을 특징으로 하는 스너버 모듈을 제공한다.

본 발명은, 스너버로서, 상기 스너버 모듈의 특징을 갖는 제 1, 2 스너버 모듈을 포함하고, 상기 제 1 스너버 모듈은 적어도 하나의 변압기를 포함하는 제 1 변압기 모듈과, 적어도 하나의 다이오드를 포함하는 제 1 다이오드 모듈을 포함하고, 상기 제 1 변압기 모듈은 1차측 권선과 적어도 하나의 2차측 권선을 포함하는 2차측 권선 모듈을 포함하고, 상기 제 1 변압기 모듈의 1차측 권선의 일단 및 타단은 각각 상기 스위치 모듈의 양극 및 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 양극에 연결되며, 상기 제 1 변압기 모듈의 2차측 권선 모듈의 일단 및 타단은 각각 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 양극 및 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 중성점과 연결되고, 상기 제 1 다이오드 모듈에 포함된 제 1-1 다이오드는 상기 제 1 변압기 모듈의 2차측 권선 모듈의 일단과 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 양극사이 또는 상기 제 1 변압기 모듈의 2차측 권선 모듈의 타단과 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 중성점 사이에 구비되며, 상기 제 2 스너버 모듈은 적어도 하나의 변압기를 포함하는 제 2 변압기 모듈과 적어도 하나의 다이오드를 포함하는 제 2 다이오드 모듈을 포함하며, 상기 제 2 변압기 모듈은, 1차측 권선과 적어도 하나의 2차측 권선을 포함하는 2차측 권선 모듈을 포함하고, 상기 제 2 변압기 모듈의 1차측 권선의 일단 및 타단은 각각 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 음극 및 상기 스위치 모듈의 음극에 연결되며, 상기 제 2 변압기 모듈의 2차측 권선 모듈의 일단 및 타단은 각각 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 음극 및 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 중성점과 연결되고, 상기 제 2 다이오드 모듈에 포함된 제 2-1 다이오드는 상기 제 2 변압기 모듈의 2차측 권선 모듈의 일단과 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 음극사이 도는 상기 제 2 변압기 모듈의 2차측 권선 모듈의 타단과 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 중성점 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 스너버를 제공한다.

상기 제 1 변압기 모듈에 포함된 제 1-1 변압기의 1차측 권선과 2차측 권선 모듈에 포함된 적어도 하나의 2차측 권선은 서로 반대 방향으로 감겨져 있고, 상기 제 2 변압기 모듈에 포함된 제 2-1 변압기의 1차측 권선과 2차측 권선 모듈에 포함된 적어도 하나의 2차측 권선은 서로 반대 방향으로 감겨져 있는 것이 바람직하다.

상기 제 1-1 다이오드의 캐소드는 직접 또는 상기 제 1-1 변압기의 2차측 권선을 통해 간접적으로 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 양극과 연결되며, 상기 제 2-1 다이오드의 애소드는 직접 또는 상기 제 2-1 변압기의 2차측 권선을 통해 간접적으로 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 음극과 연결된 것이 바람직하다.

상기 제 1-1 변압기 및 상기 제 2-1 변압기 각각의 2차측 권선 모듈은 n개의 권선인 제 2-1 권선 내지 제 2-n 권선을 포함하고, 상기 DC-링크 커패시터 모듈은 양극과 중성점 사이 및 중성점과 음극사이에 각각 n개의 직렬로 연결된 DC 커패시터인 제 1-1 내지 제 1-n DC 커패시터, 제 2-1 내지 제 2-n DC 커패시터를 포함하며 상기 제 1 다이오드 모듈 및 상기 제 2 다이오드 모듈은 각각 n개의 다이오드인 제 1-1 내지 제 1-n 다이오드 및 제 2-1 내지 제 2-n 다이오드를 포함하고, 상기 제 1-1 변압기의 제 2-j 권선의 일단 및 타단은 각각 직접 또는 상기 제 1-j 다이오드를 통해 간접적으로, 상기 제 1-j DC 커패시터의 양극 및 음극에 연결되고, 상기 제 2-1 변압기의 제 2-j 권선의 일단 및 타단은 각각 직접 또는 상기 제 2-j 다이오드를 통해 간접적으로, 상기 제 2-j DC 커패시터의 양극 및 음극에 연결되며, 상기 제 1-1 DC 커패시터의 양극과 상기 제 1-n DC 커패시터의 음극이 각각 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 양극과 중성점을 구성하고, 상기 제 1-p DC 커패시터의 음극은 상기 제 1-q DC 커패시터의 양극과 연결되며, 상기 제 2-1 DC 커패시터의 양극과 상기 제 2-n DC 커패시터의 음극이 각각 DC-링크 커패시터 모듈의 중성점과 음극을 구성하고, 상기 제 2-p 보조 커패시터의 음극은 상기 제 2-q 보조 커패시터의 양극과 연결되며, 여기서, n>1, 1≤j≤n, 1≤p<n, q=p+1 인 것이 바람직하다.

상기 제 1-j 다이오드의 캐소드는 직접 또는 상기 제 1-1 변압기의 제 2-j 권선을 통해 간접적으로 상기 제 1-j DC 커패시터의 양극과 연결되며, 상기 제 2-j 다이오드의 애노드는 직접 또는 상기 제 2-1 변압기의 제 2-j 권선을 통해 간접적으로 상기 제 2-j DC 커패시터의 음극과 연결된 것이 바람직하다.

양극 및 음극이 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 양극 및 중성점과 연결된 제 1 보조 커패시터 모듈, 및양극 및 음극이 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 음극 및 중성점과 연결된 제 2 보조 커패시터 모듈을 더 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 보조 커패시터 모듈은 각각 직렬 연결된 n개의 제 1-1 내지 제 1-n 보조 커패시터, 제 2-1 내지 제 2-n 보조 커패시터를 포함하며, 상기 제 1-1 변압기 및 상기 제 2-1 변압기은 각각 n개의 2차측 권선 모듈인 제 2-1 권선 내지 제 2-n 권선을 포함하고, 상기 제 1 다이오드 모듈 및 상기 제 2 다이오드 모듈은 각각 n개의 다이오드인 제 1-1 내지 제 1-n 다이오드 및 제 2-1 내지 제 2-n 다이오드를 포함하고, 상기 제 1-1 변압기의 제 2-j 권선의 일단 및 타단은 각각 직접 또는 상기 제 1-j 다이오드를 통해 간접적으로, 상기 제 1-j 보조 커패시터의 양극 및 음극에 연결되고, 상기 제 2-1 변압기의 제 2-j 권선의 일단 및 타단은 각각 직접 또는 상기 제 2-j 다이오드를 통해 간접적으로, 상기 제 2-j 보조 커패시터의 양극 및 음극에 연결되며, 상기 제 1-1 보조 커패시터의 양극과 상기 제 1-n 보조 커패시터의 음극이 각각 상기 제 1 보조 커패시터 모듈의 양극 및 음극을 구성하고, 상기 제 1-p 보조 커패시터의 음극은 상기 제 1-q 보조 커패시터의 양극과 연결되며, 상기 제 2-1 보조 커패시터의 양극과 상기 제 2-n 보조 커패시터의 음극이 각각 상기 제 1 보조 커패시터 모듈의 양극 및 음극을 구성하며, 상기 제 2-p 보조 커패시터의 음극은 상기 제 2-q 보조 커패시터의 양극과 연결되며, 여기서, n>1, 1≤j≤n, 1≤p<n, q=p+1 인 것이 바람직하다.

상기 제 1-j 다이오드의 캐소드는 직접 또는 상기 제 1-1 변압기의 제 2-j 권선을 통해 간접적으로 상기 제 1-j 보조 커패시터의 양극과 연결되며, 상기 제 2-j 다이오드의 애노드는 직접 또는 상기 제 2-1 변압기의 제 2-j 권선을 통해 간접적으로 상기 제 2-j 보조 커패시터의 음극과 연결된 것이 바람직하다.

상기 제 1 변압기 모듈 및 상기 제 2 변압기 모듈은 각각 m개의 제 1-1 내지 제 1-m 변압기 및 제 2-1 내지 제 2-m 변압기를 포함하고, 제 1-1 내지 제 1-m 변압기의 1차측 권선들간 및 제 2-1 내지 제 2-m 변압기의 1차측 권선들간이 각각 직렬로 연결되며, 제 1-1 내지 제 1-m 및 제 2-1 내지 제 2-m 변압기 각각의 2차측 권선 모듈은 적어도 하나의 2차측 권선을 포함하고, 상기 DC-링크 커패시터 모듈은 양극과 중성점 사이 및 중성점과 음극사이에 각각 m개의 직렬로 연결된 DC 커패시터인 제 1-1 내지 제 1-m DC 커패시터, 제 2-1 내지 제 2-m DC 커패시터를 포함하며 상기 제 1 다이오드 모듈 및 상기 제 2 다이오드 모듈은 각각 m개의 다이오드인 제 1-1 내지 제 1-m 다이오드 및 제 2-1 내지 제 2-m 다이오드를 포함하며, 상기 제 1-j 변압기의 2차측 권선의 일단 및 타단은 각각 직접 또는 상기 제 1-j 다이오드를 통해 간접적으로, 상기 제 1-j DC 커패시터의 양극 및 음극에 연결되고, 상기 제 2-j 변압기의 2차측 권선의 일단 및 타단은 각각 직접 또는 상기 제 2-j 다이오드를 통해 간접적으로, 상기 제 2-j DC 커패시터의 양극 및 음극에 연결되며, 상기 제 1-1 DC 커패시터의 양극과 상기 제 1-m DC 커패시터의 음극이 각각 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 양극과 중성점을 구성하고, 상기 제 1-p DC 커패시터의 음극은 상기 제 1-q DC 커패시터의 양극과 연결되며, 상기 제 2-1 DC 커패시터의 양극과 상기 제 2-m DC 커패시터의 음극이 각각 DC-링크 커패시터 모듈의 중성점과 음극을 구성하고, 상기 제 2-p DC 커패시터의 음극은 상기 제 2-q DC 커패시터의 양극과 연결되며, 여기서, n>1, 1≤j≤m, 1≤p<m, q=p+1 인 것이 바람직하다.

상기 제 1-j 다이오드의 캐소드는 직접 또는 상기 제 1-j 변압기의 2차측 권선을 통해 간접적으로 상기 제 1-j DC 커패시터의 양극과 연결되며, 상기 제 2-j 다이오드의 애노드는 직접 또는 상기 제 2-j 변압기의 2차측 권선을 통해 간접적으로 상기 제 2-j DC 커패시터의 음극과 연결된 것이 바람직하다.

양극 및 음극이 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 양극 및 중성점과 연결된 제 1 보조 커패시터 모듈, 및양극 및 음극이 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 음극 및 중성점과 연결된 제 2 보조 커패시터 모듈을 더 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 보조 커패시터 모듈은 각각 직렬 연결된 m개의 제 1-1 내지 제 1-m 보조 커패시터, 제 2-1 내지 제 2-n 보조 커패시터를 포함하며, 상기 제 1 변압기 모듈 및 상기 제 2 변압기 모듈은 각각 m개의 제 1-1 내지 제 1-m 변압기 및 제 2-1 내지 제 2-m 변압기를 포함하고, 제 1-1 내지 제 1-m 변압기의 1차측 권선들간 및 제 2-1 내지 제 2-m 변압기의 1차측 권선들간이 각각 직렬로 연결되며, 제 1-1 내지 제 1-m 및 제 2-1 내지 제 2-m 변압기 각각의 2차측 권선 모듈은 적어도 하나의 2차측 권선을 포함하고, 상기 제 1 다이오드 모듈 및 상기 제 2 다이오드 모듈은 각각 m개의 다이오드인 제 1-1 내지 제 1-m 다이오드 및 제 2-1 내지 제 2-m 다이오드를 포함하며, 상기 제 1-j 변압기의 2차측 권선의 일단 및 타단은 각각 직접 또는 상기 제 1-j 다이오드를 통해 간접적으로, 상기 제 1-j 보조 커패시터의 양극 및 음극에 연결되고, 상기 제 2-j 변압기의 2차측 권선의 일단 및 타단은 각각 직접 또는 상기 제 2-j 다이오드를 통해 간접적으로, 상기 제 2-j 보조 커패시터의 양극 및 음극에 연결되며, 상기 제 1-1 보조 커패시터의 양극과 상기 제 1-m 보조 커패시터의 음극이 각각 상기 제 1 보조 커패시터 모듈의 양극 및 음극을 구성하고, 상기 제 1-p 보조 커패시터의 음극은 상기 제 1-q 보조 커패시터의 양극과 연결되며, 상기 제 2-1 보조 커패시터의 양극과 상기 제 2-m 보조 커패시터의 음극이 각각 상기 제 1 보조 커패시터 모듈의 양극 및 음극을 구성하고, 상기 제 2-p 보조 커패시터의 음극은 상기 제 2-q 보조 커패시터의 양극과 연결되며, 여기서, n>1, 1≤j≤m, 1≤p<m, q=p+1 인 것이 바람직하다.

상기 제 1-j 다이오드의 캐소드는 직접 또는 상기 제 1-j 변압기의 2차측 권선을 통해 간접적으로 상기 제 1-j 보조 커패시터의 양극과 연결되며, 상기 제 2-j 다이오드의 애노드는 직접 또는 상기 제 2-j 변압기의 2차측 권선을 통해 간접적으로 상기 제 2-j 보조 커패시터의 음극과 연결된 것이 바람직하다.

이하, 실시 예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하나, 이러한 실시예의 기재는 본 발명의 실시를 예시하기 위한 것일 뿐 이러한 실시예의 기재에 의하여 본 발명이 제한되는 것은 아니다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

(1) 동일한 전류 기울기 제한 능력을 가지지만, 변압기를 이용해서 전력의 적어도 일부를 DC-링크 커패시터로 회생시킴으로써, 스너버에 의한 손실을 줄일 수 있는 효과가 있다.

(2) 전력의 회생을 위해서 별도의 스위치나 제어가 필요하지 않은 점에서 스너버 회로 및 시스템이 간단해지고, 재료비를 낮출 수 있는 효과가 있다.

(3) 스위치의 턴 온 시 전류 기울기 제한을 위한 인덕터를 별도로 구비하지 않고, 인덕터 대신 변압기의 상호 인덕턴스(mutual inductance)를 이용하고, 턴 오프시 상기 변압기를 전기적으로 절연된 전력 전송을 위한 변압기로서 사용함으로써, 시스템이 간단해지는 효과가 있다.

(4) 전력의 회생을 위해서 별도의 스위치나 제어가 필요하지 않은 점에서 스너버 회로 및 시스템이 간단해지고, 재료비를 낮출 수 있는 효과가 있다.

(5) 고전압 시스템에서 스너버에 포함된 다이오드 양단에 인가되는 전압이 매우 높아서, 다이오드의 내압 사양이 매우 높아야 하고, 따라서, 다이오드의 가격이 매우 높아지고, 시스템 크기를 줄이는데 큰 장애 요소가 될 수 있는데, 본 발명은 변압기의 2차측 권선을 복수 개 사용하고, 각 2차측 권선 별로 다이오드를 구비함으로써, 상대적으로 낮은 내압 사양을 갖는 다이오드를 이용가능 하므로, 시스템 가격을 낮추고, 시스템 사이즈 축소할 수 있는 효과가 있다(제 2 실시예 참조).

(6) 변압기가 복수인 n개의 2차측 권선을 구비한 경우, DC-링크 커패시터도 직렬로 n개의 군을 형성하여야 하는데, 종래의 구비된 DC-링크 커패시터를 이용하는 경우 적용이 어려울 수 있고, 즉, DC-링크 커패시터를 구성하는데 큰 제한 요소가 될 수 있는 문제가 있는데, 본 발명은 상대적으로 낮은 전압, 소용량의 보조 커패시터를 스너버에 부가함으로써, DC-링크 커패시터 구성에 자유도를 확보할 수 있는 효과가 있다(제 3 실시예 참조).

(7) 변압기는 단일 1차측 권선에 복수의 2차측 권신이 포함하는 경우, 고전압 시스템에서 1차측 권선 횟수 증가와 다수의 2차측 권선을 구성하기 위한 코어의 크기가 커짐으로써, 무게, 크기, 재료비 측면에서 불리한 문제가 있을 수 있는데, 본 발명은 복수인 m개의 변압기를 채용함으로써, 고전압인 DC-링크 전압의 크기를 m개의 변압기에 분배할 수 있는 효과가 있다. 따라서, 상대적으로 저가의, 사이즈가 작고, 가벼운 코어를 채용할 수 있는 효과가 있다(제 4 실시예 참조).

(8) 고압 대용량 변압기와 다수의 전압단위로 구분되는 DC-링크 커패시터를 구성해야되는 문제를 해소하기 위하여, 저압 소용량 변압기와 저압 소용량의 보조 커패시터를 다수 개 구비함으로써, 시스템 가격, 무게, 부피를 축소할 수 있는 효과가 있다(제 5 실시예 참조).

도 1은 풍력 발전 시스템에서 종래 스너버를 포함한 전력변환장치를 구비의 일례를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에서 제안된 제 1 실시예를 포함한 전력변환장치를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에서 제안된 제 2 실시예를 포함한 전력변환장치를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에서 제안된 제 3 실시예를 포함한 전력변환장치를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에서 제안된 제 4 실시예를 포함한 전력변환장치를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명에서 제안된 제 5 실시예를 포함한 전력변환장치를 도시한 것이다.

상술한 본 발명의 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 실시예를 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다. 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 제1 및 /또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소들로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소는 제1 구성 요소로도 명명될 수 있다. 어떠한 구성 요소가 다른 구성 요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성 요소가 다른 구성 요소에 직접 연결되어 있다거나 또는 직접 접속되어 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 ～사이에와 바로 ～사이에 또는 ～에 인접하는과 ～에 직접 인접하는 등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다. 본 명세서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

[제 1 내지 5 실시예 공통 사항]

도 2 내지 6은 각각 본 발명에서 제안된 제 1 내지 5 실시예를 포함한 전력변환장치를 도시한 것이다. 도 2 내지 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명은, 고전압 대용량 전력변환장치에 더욱 적합한 스너버 모듈(31000, 32000)로서, 전력을 변환하기 위한 적어도 하나의 반도체 스위치를 포함하는 스위치 모듈(10000)과, 직류 전압을 평활하기 위한 커패시터를 포함한 DC-링크 커패시터 모듈(20000)사이에 구비되고, 적어도 하나의 변압기(31110~311m0, 32110~321m0)를 포함하는 변압기 모듈(31100, 32100)을 포함하며, 상기 스위치 모듈(10000)에 포함된 반도체 스위치 중 적어도 하나가 ON되면, 상기 변압기(31110~311m0, 32110~321m0)는 상기 변압기의 상호 인덕턴스(mutual inductance)를 이용하여 인덕터로 동작함으로써, 상기 반도체 스위치를 통해서 흐르는 전류의 기울기를 소정의 기울기 이하로 제한하고, 상기 반도체 스위치가 OFF되면, 상기 변압기에 저장된 자화 에너지를 상기 전력변환장치의 DC-링크 커패시터 모듈(20000)로 전달하는 것을 특징으로 할 수 있다.

다만, 본 발명의 스너버 또는 스너버 모듈을 고전압 대용량 전력변환장치에 적용하면 더욱 효과가 좋다는 의미이지, 본 발명의 보호범위를 고전압 대용량 전력변환장치에만 사용하는 스너버로 한정하는 것이 아님은 자명하다.

이러한 특징으로 인하여, 동일한 전류 기울기 제한 능력을 가지지만, 변압기를 이용해서 전력의 적어도 일부를 DC-링크 커패시터로 회생시킴으로써, 스너버에 의한 손실을 줄일 수 있는 효과가 있다.

본 발명은, 스너버로서, 상기 스너버 모듈의 특징을 갖는 제 1, 2 스너버 모듈(31000, 32000)을 포함하고,

상기 제 1 스너버 모듈(31000)은 적어도 하나의 변압기를 포함하는 제 1 변압기 모듈(31100)과, 적어도 하나의 다이오드를 포함하는 제 1 다이오드 모듈(31200)을 포함하며, 상기 제 1 변압기 모듈(31100)은 하나의 1차측 권선과 적어도 하나의 2차측 권선을 포함하는 2차측 권선 모듈을 포함하고, 상기 제 1 변압기 모듈(31100)의 1차측 권선의 일단 및 타단은 각각 상기 스위치 모듈의 양극(P1) 및 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 양극(P2)에 연결되며, 상기 제 1 변압기 모듈(31100)의 2차측 권선 모듈의 일단 및 타단은 각각 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 양극(P2) 및 상기 DC-링크 커패시터 모듈(20000)의 중성점(G)과 연결되고, 상기 제 1 다이오드 모듈(31200)에 포함된 제 1-1 다이오드(31210)는 상기 제 1 변압기 모듈(31100)의 2차측 권선 모듈의 일단과 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 양극(P2)사이 또는 상기 제 1 변압기 모듈(31100)의 2차측 권선 모듈의 타단과 상기 DC-링크 커패시터 모듈(20000)의 중성점(G)사이에 구비되며,

상기 제 2 스너버 모듈(32000)은, 적어도 하나의 변압기를 포함하는 제 2 변압기 모듈(32100)과 적어도 하나의 다이오드를 포함하는 제 2 다이오드 모듈(32200)을 포함하며, 상기 제 2 변압기 모듈(32100)은, 1차측 권선과 적어도 하나의 2차측 권선을 포함하는 2차측 권선 모듈을 포함하고, 상기 제 2 변압기 모듈(32100)의 1차측 권선의 일단 및 타단은 각각 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 음극(N2) 및 상기 스위치 모듈의 음극에 연결되며, 상기 제 2 변압기 모듈(32100)의 2차측 권선 모듈의 일단 및 타단은 각각 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 음극(N2) 및 상기 DC-링크 커패시터 모듈(20000)의 중성점(G)과 연결되고, 상기 제 2 다이오드 모듈(32200)에 포함된 제 2-1 다이오드(32210)는 상기 제 2 변압기 모듈(32100)의 2차측 권선 모듈의 일단과 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 음극(N2)사이 도는 상기 제 2 변압기 모듈(32100)의 2차측 권선 모듈의 타단과 상기 DC-링크 커패시터 모듈(20000)의 중성점(G)사이에 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 제 1 변압기 모듈에 포함된 제 1-1 변압기(31110)의 1차측 권선(31111)과 2차측 권선 모듈(31112)에 포함된 적어도 하나의 2차측 권선은 서로 반대 방향으로 감겨져 있고, 상기 제 2 변압기 모듈에 포함된 제 2-1 변압기(32110)의 1차측 권선(32111)과 2차측 권선 모듈(32112)에 포함된 적어도 하나의 2차측 권선은 서로 반대 방향으로 감겨져 있는 것을 특징으로 할 수 있다.

여기서, 변압기의 1, 2차측 권선의 상대적 방향은 점으로서 회로도에 표시하는데, 1차측 권선의 점이 표시된 쪽에 양의 전압이 인가되면 변압기 2차측 권선의 점이 표시된 쪽에 양의 전압이 출력되는 것을 의미한다. 본 발명에서 1차측 권선과 2차측 권선이 반대로 감겨있다는 의미는 도 2 내지 6에서, 변압기에서 1차측과 2차측 권선의 표기된 점이 각각 서로 좌측 및 우측으로 서로 반대방향임을 의미한다. 설명의 편의상, 가급적, 권선의 일단은 권선에서 점이 표시된 측이고, 권선의 타단은 점이 표시되지 않은 측이라 표현하였다.

이러한 특징으로 인하여, 스위치의 턴 온 시 전류 기울기 제한을 위한 인덕터를 별도로 구비하지 않고, 인덕터 대신 변압기의 상호 인덕턴스(mutual inductance)를 이용하고, 턴 오프시 상기 변압기를 전기적으로 절연된 전력 전송을 위한 변압기로서 사용함으로써, 시스템이 간단해지는 효과가 있다.

상기 제 1-1 다이오드(31210)의 캐소드는 직접 또는 상기 제 1-1 변압기(31110)의 2차측 권선을 통해 간접적으로 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 양극(P2)과 연결되며, 상기 제 2-1 다이오드(32210)의 애소드는 직접 또는 상기 제 2-1 변압기(32110)의 2차측 권선을 통해 간접적으로 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 음극(N2)과 연결된 것을 특징으로 할 수 있다.

이러한 특징으로 인하여, 전력의 회생을 위해서 별도의 스위치나 제어가 필요하지 않은 점에서 스너버 회로 및 시스템이 간단해지고, 재료비를 낮출 수 있는 효과가 있다.

[제 2 실시예]

도 3은 본 발명에서 제안된 제 2 실시예를 포함한 전력변환장치를 도시한 것이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명은, 상기 제 1-1 변압기(31110) 및 상기 제 2-1 변압기(32110) 각각의 2차측 권선 모듈은 n개의 권선인 제 2-1 권선 내지 제 2-n 권선을 포함하고, 상기 DC-링크 커패시터 모듈(20000)은 양극과 중성점(G) 사이 및 중성점(G)과 음극사이에 각각 n개의 직렬로 연결된 DC 커패시터인 제 1-1 내지 제 1-n DC 커패시터(21100~21n00), 제 2-1 내지 제 2-n DC 커패시터(22100~22n00)를 포함하며 상기 제 1 다이오드 모듈(31200) 및 상기 제 2 다이오드 모듈(32200)은 각각 n개의 다이오드인 제 1-1 내지 제 1-n 다이오드 및 제 2-1 내지 제 2-n 다이오드를 포함하고, 상기 제 1-1 변압기(31110)의 제 2-j 권선(31112-j)의 일단 및 타단은 각각 직접 또는 상기 제 1-j 다이오드를 통해 간접적으로, 상기 제 1-j DC 커패시터의 양극 및 음극에 연결되고, 상기 제 2-1 변압기(32110)의 제 2-j 권선(32112-j)의 일단 및 타단은 각각 직접 또는 상기 제 2-j 다이오드를 통해 간접적으로, 상기 제 2-j DC 커패시터의 양극 및 음극에 연결되며, 상기 제 1-1 DC 커패시터의 양극과 상기 제 1-n DC 커패시터의 음극이 각각 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 양극(P2)과 중성점(G)을 구성하고, 상기 제 1-p DC 커패시터의 음극은 상기 제 1-q DC 커패시터의 양극과 연결되며, 상기 제 2-1 DC 커패시터의 양극과 상기 제 2-n DC 커패시터의 음극이 각각 DC-링크 커패시터 모듈(20000)의 중성점(G)과 음극을 구성하고, 상기 제 2-p 보조 커패시터의 음극은 상기 제 2-q 보조 커패시터의 양극과 연결되며, 여기서, n>1, 1≤j≤n, 1≤p<n, q=p+1 인 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 제 1-j 다이오드의 캐소드는 직접 또는 상기 제 1-1 변압기(31110)의 제 2-j 권선(31112-j)을 통해 간접적으로 상기 제 1-j DC 커패시터(21j00)의 양극과 연결되며, 상기 제 2-j 다이오드의 애노드는 직접 또는 상기 제 2-1 변압기(32110)의 제 2-j 권선(32112-j)을 통해 간접적으로 상기 제 2-j DC 커패시터(22j00)의 음극과 연결된 것을 특징으로 할 수 있다.

이러한 특징으로 인하여, 종래 기술이나, 제 1 실시예의 경우 고전압 시스템에서 스너버에 포함된 다이오드 양단에 인가되는 전압이 매우 높아서, 다이오드의 내압 사양이 매우 높아야 하고, 따라서, 다이오드의 가격이 매우 높아지고, 시스템 크기를 줄이는데 큰 장애 요소가 될 수 있는데, 본 발명은 변압기의 2차측 권선을 복수 개 사용하고, 각 2차측 권선 별로 다이오드를 구비함으로써, 상대적으로 낮은 내압 사양을 갖는 다이오드를 이용가능 하므로, 시스템 가격을 낮추고, 시스템 사이즈 축소할 수 있는 효과가 있다.

[제 3 실시예]

도 4는 본 발명에서 제안된 제 3 실시예를 포함한 전력변환장치를 도시한 것이다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명은, 양극 및 음극이 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 양극(P2) 및 중성점(G)과 연결된 제 1 보조 커패시터 모듈(31300), 및양극 및 음극이 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 음극(N2) 및 중성점(G)과 연결된 제 2 보조 커패시터 모듈(32300)을 더 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 보조 커패시터 모듈은 각각 직렬 연결된 n개의 제 1-1 내지 제 1-n 보조 커패시터(31310~313n0), 제 2-1 내지 제 2-n 보조 커패시터(32310~323n0)를 포함하며, 상기 제 1-1 변압기(31110) 및 상기 제 2-1 변압기(32110)은 각각 n개의 2차측 권선 모듈인 제 2-1 권선 내지 제 2-n 권선을 포함하고, 상기 제 1 다이오드 모듈(31200) 및 상기 제 2 다이오드 모듈(32200)은 각각 n개의 다이오드인 제 1-1 내지 제 1-n 다이오드 및 제 2-1 내지 제 2-n 다이오드를 포함하고, 상기 제 1-1 변압기(31110)의 제 2-j 권선의 일단 및 타단은 각각 직접 또는 상기 제 1-j 다이오드를 통해 간접적으로, 상기 제 1-j 보조 커패시터의 양극 및 음극에 연결되고, 상기 제 2-1 변압기(32110)의 제 2-j 권선의 일단 및 타단은 각각 직접 또는 상기 제 2-j 다이오드를 통해 간접적으로, 상기 제 2-j 보조 커패시터의 양극 및 음극에 연결되며, 상기 제 1-1 보조 커패시터의 양극과 상기 제 1-n 보조 커패시터의 음극이 각각 상기 제 1 보조 커패시터 모듈의 양극 및 음극을 구성하고, 상기 제 1-p 보조 커패시터의 음극은 상기 제 1-q 보조 커패시터의 양극과 연결되며, 상기 제 2-1 보조 커패시터의 양극과 상기 제 2-n 보조 커패시터의 음극이 각각 상기 제 1 보조 커패시터 모듈의 양극 및 음극을 구성하며, 상기 제 2-p 보조 커패시터의 음극은 상기 제 2-q 보조 커패시터의 양극과 연결되며, 여기서, n>1, 1≤j≤n, 1≤p<n, q=p+1 인 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 제 1-j 다이오드의 캐소드는 직접 또는 상기 제 1-1 변압기(31110)의 제 2-j 권선(31112-j)을 통해 간접적으로 상기 제 1-j 보조 커패시터의 양극과 연결되며, 상기 제 2-j 다이오드의 애노드는 직접 또는 상기 제 2-1 변압기(32110)의 제 2-j 권선을 통해 간접적으로 상기 제 2-j 보조 커패시터의 음극과 연결된 것을 특징으로 할 수 있다.

이러한 특징으로 인하여, 제 2 실시예와 같이 변압기가 복수인 n개의 2차측 권선을 구비한 경우, DC-링크 커패시터도 직렬로 n개의 군이 형성되어야 하는데, 종래의 구비된 DC-링크 커패시터를 이용하는 경우에는 적용이 어려울 수 있는 등 DC-링크 커패시터를 구성하는데 제한 요소가 될 수 있는 문제가 경우에 따라 있을 수 있는데, 본 발명은 상대적으로 낮은 전압, 소용량의 보조 커패시터를 스너버에 부가함으로써, DC-링크 커패시터 구성에 자유도를 확보할 수 있는 효과가 있다.

[제 4 실시예]

도 5는 본 발명에서 제안된 제 4 실시예를 포함한 전력변환장치를 도시한 것이다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명은, 상기 제 1 변압기 모듈(31100) 및 상기 제 2 변압기 모듈(32100)은 각각 m개의 제 1-1 내지 제 1-m 변압기 및 제 2-1 내지 제 2-m 변압기를 포함하고, 제 1-1 내지 제 1-m 변압기의 1차측 권선들간 및 제 2-1 내지 제 2-m 변압기의 1차측 권선들간이 각각 직렬로 연결되며, 제 1-1 내지 제 1-m 및 제 2-1 내지 제 2-m 변압기 각각의 2차측 권선 모듈은 적어도 하나의 2차측 권선을 포함하고, 상기 DC-링크 커패시터 모듈(20000)은 양극과 중성점(G) 사이 및 중성점(G)과 음극사이에 각각 m개의 직렬로 연결된 DC 커패시터인 제 1-1 내지 제 1-m DC 커패시터(21100~21m00), 제 2-1 내지 제 2-m DC 커패시터(22100~22m00)를 포함하며 상기 제 1 다이오드 모듈(31200) 및 상기 제 2 다이오드 모듈(32200)은 각각 m개의 다이오드인 제 1-1 내지 제 1-m 다이오드 및 제 2-1 내지 제 2-m 다이오드를 포함하며, 상기 제 1-j 변압기(311j0)의 2차측 권선의 일단 및 타단은 각각 직접 또는 상기 제 1-j 다이오드를 통해 간접적으로, 상기 제 1-j DC 커패시터의 양극 및 음극에 연결되고, 상기 제 2-j 변압기(321j0)의 2차측 권선의 일단 및 타단은 각각 직접 또는 상기 제 2-j 다이오드를 통해 간접적으로, 상기 제 2-j DC 커패시터의 양극 및 음극에 연결되며, 상기 제 1-1 DC 커패시터의 양극과 상기 제 1-m DC 커패시터의 음극이 각각 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 양극(P2)과 중성점(G)을 구성하고, 상기 제 1-p DC 커패시터의 음극은 상기 제 1-q DC 커패시터의 양극과 연결되며, 상기 제 2-1 DC 커패시터의 양극과 상기 제 2-m DC 커패시터의 음극이 각각 DC-링크 커패시터 모듈(20000)의 중성점(G)과 음극을 구성하고, 상기 제 2-p DC 커패시터의 음극은 상기 제 2-q DC 커패시터의 양극과 연결되며, 여기서, n>1, 1≤j≤m, 1≤p<m, q=p+1 인 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 제 1-j 다이오드의 캐소드는 직접 또는 상기 제 1-j 변압기의 2차측 권선을 통해 간접적으로 상기 제 1-j DC 커패시터의 양극과 연결되며, 상기 제 2-j 다이오드의 애노드는 직접 또는 상기 제 2-j 변압기의 2차측 권선을 통해 간접적으로 상기 제 2-j DC 커패시터의 음극과 연결된 것을 특징으로 할 수 있다.

이러한 특징으로 인하여, 제 2, 3 실시예의 경우 변압기는 단일 1차측 권선에 복수의 2차측 권신이 포함하는데, 고전압 시스템에서 1차측 권선 횟수 증가와 다수의 2차측 권선을 구성하기 위한 코어의 크기가 커짐으로써, 무게, 크기, 재료비 측면에서 불리한 문제가 있을 수 있는데, 본 발명은 복수인 m개의 변압기를 채용함으로써, 고전압인 DC-링크 전압의 크기를 m개의 변압기에 분배할 수 있는 효과가 있다. 따라서, 상대적으로 더욱 저가의, 사이즈가 작고, 가벼운 코어를 채용할 수 있는 효과가 있다.

[제 5 실시예]

도 6은 본 발명에서 제안된 제 5 실시예를 포함한 전력변환장치를 도시한 것이다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명은, 양극 및 음극이 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 양극(P2) 및 중성점(G)과 연결된 제 1 보조 커패시터 모듈, 및양극 및 음극이 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 음극(N2) 및 중성점(G)과 연결된 제 2 보조 커패시터 모듈을 더 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 보조 커패시터 모듈은 각각 직렬 연결된 m개의 제 1-1 내지 제 1-m 보조 커패시터(31310~313m0), 제 2-1 내지 제 2-n 보조 커패시터(32310~323m0)를 포함하며, 상기 제 1 변압기 모듈(31100) 및 상기 제 2 변압기 모듈(32100)은 각각 m개의 제 1-1 내지 제 1-m 변압기 및 제 2-1 내지 제 2-m 변압기를 포함하고, 제 1-1 내지 제 1-m 변압기의 1차측 권선들간 및 제 2-1 내지 제 2-m 변압기의 1차측 권선들간이 각각 직렬로 연결되며, 제 1-1 내지 제 1-m 및 제 2-1 내지 제 2-m 변압기 각각의 2차측 권선 모듈은 적어도 하나의 2차측 권선을 포함하고, 상기 제 1 다이오드 모듈(31200) 및 상기 제 2 다이오드 모듈(32200)은 각각 m개의 다이오드인 제 1-1 내지 제 1-m 다이오드 및 제 2-1 내지 제 2-m 다이오드를 포함하며, 상기 제 1-j 변압기(311j0)의 2차측 권선의 일단 및 타단은 각각 직접 또는 상기 제 1-j 다이오드를 통해 간접적으로, 상기 제 1-j 보조 커패시터의 양극 및 음극에 연결되고, 상기 제 2-j 변압기(321j0)의 2차측 권선의 일단 및 타단은 각각 직접 또는 상기 제 2-j 다이오드를 통해 간접적으로, 상기 제 2-j 보조 커패시터의 양극 및 음극에 연결되며, 상기 제 1-1 보조 커패시터의 양극과 상기 제 1-m 보조 커패시터의 음극이 각각 상기 제 1 보조 커패시터 모듈의 양극 및 음극을 구성하고, 상기 제 1-p 보조 커패시터의 음극은 상기 제 1-q 보조 커패시터의 양극과 연결되며, 상기 제 2-1 보조 커패시터의 양극과 상기 제 2-m 보조 커패시터의 음극이 각각 상기 제 1 보조 커패시터 모듈의 양극 및 음극을 구성하고, 상기 제 2-p 보조 커패시터의 음극은 상기 제 2-q 보조 커패시터의 양극과 연결되며, 여기서, n>1, 1≤j≤m, 1≤p<m, q=p+1 인 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 제 1-j 다이오드의 캐소드는 직접 또는 상기 제 1-j 변압기의 2차측 권선을 통해 간접적으로 상기 제 1-j 보조 커패시터의 양극과 연결되며, 상기 제 2-j 다이오드의 애노드는 직접 또는 상기 제 2-j 변압기의 2차측 권선을 통해 간접적으로 상기 제 2-j 보조 커패시터의 음극과 연결된 것을 특징으로 할 수 있다.

이러한 특징으로 인하여, 본 발명은 저압 소용량 변압기와 저압 소용량의 보조 커패시터를 다수 개 구비함으로써, 고압 대용량 변압기와 다수의 전압단위로 구분되는 DC-링크 커패시터를 구성할 필요가 없으므로, 시스템 가격, 무게, 부피를 축소할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 스위치 모듈(10000)은, IGCT를 반도체 스위칭 소자롤 채용하고, 3-레벨 NPC 타입인 것을 특징으로 할 수 있다.

이러한 특징으로 인하여, 본 발명은 IGCT를 채용한 고전압 대용량 전력변환장치에 적용할 때, 종래의 스너버에 비해서 본 발명의 효과의 차이가 더욱 커지고, 본 발명의 장점이 더욱 크다.

1 : 전원
2 : 발전기
10 : 스위치 모듈
20 : DC-링크 커패시터 모듈
30 : 스너버
100 : 전력 변환 장치
10000 : 스위치 모듈
20000 : DC-링크 커패시터 모듈
21100 : 제 1-1 DC 커패시터
21n00 : 제 1-n DC 커패시터
22100 : 제 2-1 DC 커패시터
22n00 : 제 2-n DC 커패시터
30000 : 스너버
31000 : 제 1 스너버 모듈
31100 : 제 1 변압기 모듈
31110 : 제 1-1 변압기
31120 : 제 1-2 변압기
311m0 : 제 m 변압기
31111 : 제 1-1 변압기의 1차측 권선
31112 : 제 1-1 변압기의 2차측 권선 모듈
31112-1 : 제 1-1 변압기의 2차측 제 1 권선
31112-n : 제 1-1 변압기의 2차측 제 1 권선
31200 : 제 1 다이오드 모듈
31210 : 제 1-1 다이오드
31300 : 제 1 보조 커패시터 모듈
31310 : 제 1-1 보조 커패시터
313n0 : 제 1-n 보조 커패시터
32000 : 제 2 스너버 모듈
32100 : 제 2 변압기 모듈
32110 : 제 2-1 변압기
32120 : 제 2-2 변압기
321m0 : 제 m 변압기
32111 : 제 2 변압기의 1차측 권선
32112 : 제 2 변압기의 2차측 권선 모듈
32200 : 제 2 다이오드 모듈
32210 : 제 2-1 다이오드
32300 : 제 2 보조 커패시터 모듈
32310 : 제 2-1 보조 커패시터
323n0 : 제 2-n 보조 커패시터

Claims (10)

1. 전력을 변환하기 위한 적어도 하나의 반도체 스위치를 포함하는 스위치 모듈과, 직류 전압을 평활하기 위한 커패시터를 포함한 DC-링크 커패시터 모듈사이에 구비되고, 적어도 하나의 변압기를 포함하는 변압기 모듈을 포함하며, 상기 스위치 모듈에 포함된 반도체 스위치 중 적어도 하나가 ON되면, 상기 변압기가 상기 변압기의 상호 인덕턴스(mutual inductance)를 이용하여 인덕터로 동작함으로써, 상기 반도체 스위치를 통해서 흐르는 전류의 기울기를 소정의 기울기 이하로 제한하고, 상기 반도체 스위치가 OFF되면, 상기 변압기에 저장된 자화 에너지를 상기 DC-링크 커패시터 모듈로 전달하는 제 1 스너버 모듈; 및 제 2 스너버 모듈;을 포함하고,
   상기 제 1 스너버 모듈은 적어도 하나의 변압기를 포함하는 제 1 변압기 모듈과, 적어도 하나의 다이오드를 포함하는 제 1 다이오드 모듈을 포함하며,
   상기 제 1 변압기 모듈은 1차측 권선과 적어도 하나의 2차측 권선을 포함하는 2차측 권선 모듈을 포함하고, 상기 제 1 변압기 모듈의 1차측 권선의 일단 및 타단은 각각 상기 스위치 모듈의 양극 및 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 양극에 연결되며, 상기 제 1 변압기 모듈의 2차측 권선 모듈의 일단 및 타단은 각각 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 양극 및 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 중성점과 연결되고, 상기 제 1 다이오드 모듈에 포함된 제 1-1 다이오드는 상기 제 1 변압기 모듈의 2차측 권선 모듈의 일단과 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 양극사이 또는 상기 제 1 변압기 모듈의 2차측 권선 모듈의 타단과 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 중성점 사이에 구비되고,
   상기 제 2 스너버 모듈은 적어도 하나의 변압기를 포함하는 제 2 변압기 모듈과 적어도 하나의 다이오드를 포함하는 제 2 다이오드 모듈을 포함하며,
   상기 제 2 변압기 모듈은, 1차측 권선과 적어도 하나의 2차측 권선을 포함하는 2차측 권선 모듈을 포함하고, 상기 제 2 변압기 모듈의 1차측 권선의 일단 및 타단은 각각 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 음극 및 상기 스위치 모듈의 음극에 연결되며, 상기 제 2 변압기 모듈의 2차측 권선 모듈의 일단 및 타단은 각각 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 음극 및 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 중성점과 연결되고, 상기 제 2 다이오드 모듈에 포함된 제 2-1 다이오드는 상기 제 2 변압기 모듈의 2차측 권선 모듈의 일단과 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 음극사이 도는 상기 제 2 변압기 모듈의 2차측 권선 모듈의 타단과 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 중성점 사이에 구비되고,
   상기 제 1 변압기 모듈에 포함된 제 1-1 변압기의 1차측 권선과 2차측 권선 모듈에 포함된 적어도 하나의 2차측 권선은 서로 반대 방향으로 감겨져 있고,
   상기 제 2 변압기 모듈에 포함된 제 2-1 변압기의 1차측 권선과 2차측 권선 모듈에 포함된 적어도 하나의 2차측 권선은 서로 반대 방향으로 감겨져 있으며,
   상기 제 1-1 변압기 및 상기 제 2-1 변압기 각각의 2차측 권선 모듈은 n개의 권선인 제 2-1 권선 내지 제 2-n 권선을 포함하고,
   상기 DC-링크 커패시터 모듈은 양극과 중성점 사이 및 중성점과 음극사이에 각각 n개의 직렬로 연결된 DC 커패시터인 제 1-1 내지 제 1-n DC 커패시터, 제 2-1 내지 제 2-n DC 커패시터를 포함하며
   상기 제 1 다이오드 모듈 및 상기 제 2 다이오드 모듈은 각각 n개의 다이오드인 제 1-1 내지 제 1-n 다이오드 및 제 2-1 내지 제 2-n 다이오드를 포함하고,
   상기 제 1-1 변압기의 제 2-j 권선의 일단 및 타단은 각각 직접 또는 상기 제 1-j 다이오드를 통해 간접적으로, 상기 제 1-j DC 커패시터의 양극 및 음극에 연결되고,
   상기 제 2-1 변압기의 제 2-j 권선의 일단 및 타단은 각각 직접 또는 상기 제 2-j 다이오드를 통해 간접적으로, 상기 제 2-j DC 커패시터의 양극 및 음극에 연결되며,
   상기 제 1-1 DC 커패시터의 양극과 상기 제 1-n DC 커패시터의 음극이 각각 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 양극과 중성점을 구성하고, 상기 제 1-p DC 커패시터의 음극은 상기 제 1-q DC 커패시터의 양극과 연결되며,
   상기 제 2-1 DC 커패시터의 양극과 상기 제 2-n DC 커패시터의 음극이 각각 DC-링크 커패시터 모듈의 중성점과 음극을 구성하고, 상기 제 2-p 보조 커패시터의 음극은 상기 제 2-q 보조 커패시터의 양극과 연결되며,
   여기서, n>1, 1≤j≤n, 1≤p<n, q=p+1 인 것
   을 특징으로 하는 스너버.
   
2. 전력을 변환하기 위한 적어도 하나의 반도체 스위치를 포함하는 스위치 모듈과, 직류 전압을 평활하기 위한 커패시터를 포함한 DC-링크 커패시터 모듈사이에 구비되고, 적어도 하나의 변압기를 포함하는 변압기 모듈을 포함하며, 상기 스위치 모듈에 포함된 반도체 스위치 중 적어도 하나가 ON되면, 상기 변압기가 상기 변압기의 상호 인덕턴스(mutual inductance)를 이용하여 인덕터로 동작함으로써, 상기 반도체 스위치를 통해서 흐르는 전류의 기울기를 소정의 기울기 이하로 제한하고, 상기 반도체 스위치가 OFF되면, 상기 변압기에 저장된 자화 에너지를 상기 DC-링크 커패시터 모듈로 전달하는 제 1 스너버 모듈; 및 제 2 스너버 모듈;을 포함하고,
   상기 제 1 스너버 모듈은 적어도 하나의 변압기를 포함하는 제 1 변압기 모듈과, 적어도 하나의 다이오드를 포함하는 제 1 다이오드 모듈을 포함하며,
   상기 제 1 변압기 모듈은 1차측 권선과 적어도 하나의 2차측 권선을 포함하는 2차측 권선 모듈을 포함하고, 상기 제 1 변압기 모듈의 1차측 권선의 일단 및 타단은 각각 상기 스위치 모듈의 양극 및 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 양극에 연결되며, 상기 제 1 변압기 모듈의 2차측 권선 모듈의 일단 및 타단은 각각 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 양극 및 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 중성점과 연결되고, 상기 제 1 다이오드 모듈에 포함된 제 1-1 다이오드는 상기 제 1 변압기 모듈의 2차측 권선 모듈의 일단과 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 양극사이 또는 상기 제 1 변압기 모듈의 2차측 권선 모듈의 타단과 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 중성점 사이에 구비되고,
   상기 제 2 스너버 모듈은 적어도 하나의 변압기를 포함하는 제 2 변압기 모듈과 적어도 하나의 다이오드를 포함하는 제 2 다이오드 모듈을 포함하며,
   상기 제 2 변압기 모듈은, 1차측 권선과 적어도 하나의 2차측 권선을 포함하는 2차측 권선 모듈을 포함하고, 상기 제 2 변압기 모듈의 1차측 권선의 일단 및 타단은 각각 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 음극 및 상기 스위치 모듈의 음극에 연결되며, 상기 제 2 변압기 모듈의 2차측 권선 모듈의 일단 및 타단은 각각 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 음극 및 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 중성점과 연결되고, 상기 제 2 다이오드 모듈에 포함된 제 2-1 다이오드는 상기 제 2 변압기 모듈의 2차측 권선 모듈의 일단과 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 음극사이 도는 상기 제 2 변압기 모듈의 2차측 권선 모듈의 타단과 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 중성점 사이에 구비되고,
   상기 제 1 변압기 모듈에 포함된 제 1-1 변압기의 1차측 권선과 2차측 권선 모듈에 포함된 적어도 하나의 2차측 권선은 서로 반대 방향으로 감겨져 있고,
   상기 제 2 변압기 모듈에 포함된 제 2-1 변압기의 1차측 권선과 2차측 권선 모듈에 포함된 적어도 하나의 2차측 권선은 서로 반대 방향으로 감겨져 있으며,
   양극 및 음극이 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 양극 및 중성점과 연결된 제 1 보조 커패시터 모듈, 및
   양극 및 음극이 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 음극 및 중성점과 연결된 제 2 보조 커패시터 모듈을 더 포함하고,
   상기 제 1 및 제 2 보조 커패시터 모듈은 각각 직렬 연결된 n개의 제 1-1 내지 제 1-n 보조 커패시터, 제 2-1 내지 제 2-n 보조 커패시터를 포함하며,
   상기 제 1-1 변압기 및 상기 제 2-1 변압기은 각각 n개의 2차측 권선 모듈인 제 2-1 권선 내지 제 2-n 권선을 포함하고,
   상기 제 1 다이오드 모듈 및 상기 제 2 다이오드 모듈은 각각 n개의 다이오드인 제 1-1 내지 제 1-n 다이오드 및 제 2-1 내지 제 2-n 다이오드를 포함하고,
   상기 제 1-1 변압기의 제 2-j 권선의 일단 및 타단은 각각 직접 또는 상기 제 1-j 다이오드를 통해 간접적으로, 상기 제 1-j 보조 커패시터의 양극 및 음극에 연결되고,
   상기 제 2-1 변압기의 제 2-j 권선의 일단 및 타단은 각각 직접 또는 상기 제 2-j 다이오드를 통해 간접적으로, 상기 제 2-j 보조 커패시터의 양극 및 음극에 연결되며,
   상기 제 1-1 보조 커패시터의 양극과 상기 제 1-n 보조 커패시터의 음극이 각각 상기 제 1 보조 커패시터 모듈의 양극 및 음극을 구성하고, 상기 제 1-p 보조 커패시터의 음극은 상기 제 1-q 보조 커패시터의 양극과 연결되며,
   상기 제 2-1 보조 커패시터의 양극과 상기 제 2-n 보조 커패시터의 음극이 각각 상기 제 1 보조 커패시터 모듈의 양극 및 음극을 구성하며, 상기 제 2-p 보조 커패시터의 음극은 상기 제 2-q 보조 커패시터의 양극과 연결되며,
   여기서, n>1, 1≤j≤n, 1≤p<n, q=p+1 인 것
   을 특징으로 하는 스너버.
   
3. 전력을 변환하기 위한 적어도 하나의 반도체 스위치를 포함하는 스위치 모듈과, 직류 전압을 평활하기 위한 커패시터를 포함한 DC-링크 커패시터 모듈사이에 구비되고, 적어도 하나의 변압기를 포함하는 변압기 모듈을 포함하며, 상기 스위치 모듈에 포함된 반도체 스위치 중 적어도 하나가 ON되면, 상기 변압기가 상기 변압기의 상호 인덕턴스(mutual inductance)를 이용하여 인덕터로 동작함으로써, 상기 반도체 스위치를 통해서 흐르는 전류의 기울기를 소정의 기울기 이하로 제한하고, 상기 반도체 스위치가 OFF되면, 상기 변압기에 저장된 자화 에너지를 상기 DC-링크 커패시터 모듈로 전달하는 제 1 스너버 모듈; 및 제 2 스너버 모듈;을 포함하고,
   상기 제 1 스너버 모듈은 적어도 하나의 변압기를 포함하는 제 1 변압기 모듈과, 적어도 하나의 다이오드를 포함하는 제 1 다이오드 모듈을 포함하며,
   상기 제 1 변압기 모듈은 1차측 권선과 적어도 하나의 2차측 권선을 포함하는 2차측 권선 모듈을 포함하고, 상기 제 1 변압기 모듈의 1차측 권선의 일단 및 타단은 각각 상기 스위치 모듈의 양극 및 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 양극에 연결되며, 상기 제 1 변압기 모듈의 2차측 권선 모듈의 일단 및 타단은 각각 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 양극 및 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 중성점과 연결되고, 상기 제 1 다이오드 모듈에 포함된 제 1-1 다이오드는 상기 제 1 변압기 모듈의 2차측 권선 모듈의 일단과 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 양극사이 또는 상기 제 1 변압기 모듈의 2차측 권선 모듈의 타단과 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 중성점 사이에 구비되고,
   상기 제 2 스너버 모듈은 적어도 하나의 변압기를 포함하는 제 2 변압기 모듈과 적어도 하나의 다이오드를 포함하는 제 2 다이오드 모듈을 포함하며,
   상기 제 2 변압기 모듈은, 1차측 권선과 적어도 하나의 2차측 권선을 포함하는 2차측 권선 모듈을 포함하고, 상기 제 2 변압기 모듈의 1차측 권선의 일단 및 타단은 각각 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 음극 및 상기 스위치 모듈의 음극에 연결되며, 상기 제 2 변압기 모듈의 2차측 권선 모듈의 일단 및 타단은 각각 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 음극 및 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 중성점과 연결되고, 상기 제 2 다이오드 모듈에 포함된 제 2-1 다이오드는 상기 제 2 변압기 모듈의 2차측 권선 모듈의 일단과 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 음극사이 도는 상기 제 2 변압기 모듈의 2차측 권선 모듈의 타단과 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 중성점 사이에 구비되고,
   상기 제 1 변압기 모듈에 포함된 제 1-1 변압기의 1차측 권선과 2차측 권선 모듈에 포함된 적어도 하나의 2차측 권선은 서로 반대 방향으로 감겨져 있고,
   상기 제 2 변압기 모듈에 포함된 제 2-1 변압기의 1차측 권선과 2차측 권선 모듈에 포함된 적어도 하나의 2차측 권선은 서로 반대 방향으로 감겨져 있으며,
   상기 제 1 변압기 모듈 및 상기 제 2 변압기 모듈은 각각 m개의 제 1-1 내지 제 1-m 변압기 및 제 2-1 내지 제 2-m 변압기를 포함하고,
   제 1-1 내지 제 1-m 변압기의 1차측 권선들간 및 제 2-1 내지 제 2-m 변압기의 1차측 권선들간이 각각 직렬로 연결되며,
   제 1-1 내지 제 1-m 및 제 2-1 내지 제 2-m 변압기 각각의 2차측 권선 모듈은 적어도 하나의 2차측 권선을 포함하고,
   상기 DC-링크 커패시터 모듈은 양극과 중성점 사이 및 중성점과 음극사이에 각각 m개의 직렬로 연결된 DC 커패시터인 제 1-1 내지 제 1-m DC 커패시터, 제 2-1 내지 제 2-m DC 커패시터를 포함하며
   상기 제 1 다이오드 모듈 및 상기 제 2 다이오드 모듈은 각각 m개의 다이오드인 제 1-1 내지 제 1-m 다이오드 및 제 2-1 내지 제 2-m 다이오드를 포함하며,
   상기 제 1-j 변압기의 2차측 권선의 일단 및 타단은 각각 직접 또는 상기 제 1-j 다이오드를 통해 간접적으로, 상기 제 1-j DC 커패시터의 양극 및 음극에 연결되고,
   상기 제 2-j 변압기의 2차측 권선의 일단 및 타단은 각각 직접 또는 상기 제 2-j 다이오드를 통해 간접적으로, 상기 제 2-j DC 커패시터의 양극 및 음극에 연결되며,
   상기 제 1-1 DC 커패시터의 양극과 상기 제 1-m DC 커패시터의 음극이 각각 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 양극과 중성점을 구성하고, 상기 제 1-p DC 커패시터의 음극은 상기 제 1-q DC 커패시터의 양극과 연결되며,
   상기 제 2-1 DC 커패시터의 양극과 상기 제 2-m DC 커패시터의 음극이 각각 DC-링크 커패시터 모듈의 중성점과 음극을 구성하고, 상기 제 2-p DC 커패시터의 음극은 상기 제 2-q DC 커패시터의 양극과 연결되며,
   여기서, n>1, 1≤j≤m, 1≤p<m, q=p+1 인 것
   을 특징으로 하는 스너버.
   
4. 전력을 변환하기 위한 적어도 하나의 반도체 스위치를 포함하는 스위치 모듈과, 직류 전압을 평활하기 위한 커패시터를 포함한 DC-링크 커패시터 모듈사이에 구비되고, 적어도 하나의 변압기를 포함하는 변압기 모듈을 포함하며, 상기 스위치 모듈에 포함된 반도체 스위치 중 적어도 하나가 ON되면, 상기 변압기가 상기 변압기의 상호 인덕턴스(mutual inductance)를 이용하여 인덕터로 동작함으로써, 상기 반도체 스위치를 통해서 흐르는 전류의 기울기를 소정의 기울기 이하로 제한하고, 상기 반도체 스위치가 OFF되면, 상기 변압기에 저장된 자화 에너지를 상기 DC-링크 커패시터 모듈로 전달하는 제 1 스너버 모듈; 및 제 2 스너버 모듈;을 포함하고,
   상기 제 1 스너버 모듈은 적어도 하나의 변압기를 포함하는 제 1 변압기 모듈과, 적어도 하나의 다이오드를 포함하는 제 1 다이오드 모듈을 포함하며,
   상기 제 1 변압기 모듈은 1차측 권선과 적어도 하나의 2차측 권선을 포함하는 2차측 권선 모듈을 포함하고, 상기 제 1 변압기 모듈의 1차측 권선의 일단 및 타단은 각각 상기 스위치 모듈의 양극 및 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 양극에 연결되며, 상기 제 1 변압기 모듈의 2차측 권선 모듈의 일단 및 타단은 각각 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 양극 및 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 중성점과 연결되고, 상기 제 1 다이오드 모듈에 포함된 제 1-1 다이오드는 상기 제 1 변압기 모듈의 2차측 권선 모듈의 일단과 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 양극사이 또는 상기 제 1 변압기 모듈의 2차측 권선 모듈의 타단과 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 중성점 사이에 구비되고,
   상기 제 2 스너버 모듈은 적어도 하나의 변압기를 포함하는 제 2 변압기 모듈과 적어도 하나의 다이오드를 포함하는 제 2 다이오드 모듈을 포함하며,
   상기 제 2 변압기 모듈은, 1차측 권선과 적어도 하나의 2차측 권선을 포함하는 2차측 권선 모듈을 포함하고, 상기 제 2 변압기 모듈의 1차측 권선의 일단 및 타단은 각각 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 음극 및 상기 스위치 모듈의 음극에 연결되며, 상기 제 2 변압기 모듈의 2차측 권선 모듈의 일단 및 타단은 각각 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 음극 및 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 중성점과 연결되고, 상기 제 2 다이오드 모듈에 포함된 제 2-1 다이오드는 상기 제 2 변압기 모듈의 2차측 권선 모듈의 일단과 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 음극사이 도는 상기 제 2 변압기 모듈의 2차측 권선 모듈의 타단과 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 중성점 사이에 구비되고,
   상기 제 1 변압기 모듈에 포함된 제 1-1 변압기의 1차측 권선과 2차측 권선 모듈에 포함된 적어도 하나의 2차측 권선은 서로 반대 방향으로 감겨져 있고,
   상기 제 2 변압기 모듈에 포함된 제 2-1 변압기의 1차측 권선과 2차측 권선 모듈에 포함된 적어도 하나의 2차측 권선은 서로 반대 방향으로 감겨져 있으며,
   양극 및 음극이 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 양극 및 중성점과 연결된 제 1 보조 커패시터 모듈, 및
   양극 및 음극이 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 음극 및 중성점과 연결된 제 2 보조 커패시터 모듈을 더 포함하고,
   상기 제 1 및 제 2 보조 커패시터 모듈은 각각 직렬 연결된 m개의 제 1-1 내지 제 1-m 보조 커패시터, 제 2-1 내지 제 2-n 보조 커패시터를 포함하며,
   상기 제 1 변압기 모듈 및 상기 제 2 변압기 모듈은 각각 m개의 제 1-1 내지 제 1-m 변압기 및 제 2-1 내지 제 2-m 변압기를 포함하고,
   제 1-1 내지 제 1-m 변압기의 1차측 권선들간 및 제 2-1 내지 제 2-m 변압기의 1차측 권선들간이 각각 직렬로 연결되며,
   제 1-1 내지 제 1-m 및 제 2-1 내지 제 2-m 변압기 각각의 2차측 권선 모듈은 적어도 하나의 2차측 권선을 포함하고,
   상기 제 1 다이오드 모듈 및 상기 제 2 다이오드 모듈은 각각 m개의 다이오드인 제 1-1 내지 제 1-m 다이오드 및 제 2-1 내지 제 2-m 다이오드를 포함하며,
   상기 제 1-j 변압기의 2차측 권선의 일단 및 타단은 각각 직접 또는 상기 제 1-j 다이오드를 통해 간접적으로, 상기 제 1-j 보조 커패시터의 양극 및 음극에 연결되고,
   상기 제 2-j 변압기의 2차측 권선의 일단 및 타단은 각각 직접 또는 상기 제 2-j 다이오드를 통해 간접적으로, 상기 제 2-j 보조 커패시터의 양극 및 음극에 연결되며,
   상기 제 1-1 보조 커패시터의 양극과 상기 제 1-m 보조 커패시터의 음극이 각각 상기 제 1 보조 커패시터 모듈의 양극 및 음극을 구성하고, 상기 제 1-p 보조 커패시터의 음극은 상기 제 1-q 보조 커패시터의 양극과 연결되며,
   상기 제 2-1 보조 커패시터의 양극과 상기 제 2-m 보조 커패시터의 음극이 각각 상기 제 1 보조 커패시터 모듈의 양극 및 음극을 구성하고, 상기 제 2-p 보조 커패시터의 음극은 상기 제 2-q 보조 커패시터의 양극과 연결되며,
   여기서, n>1, 1≤j≤m, 1≤p<m, q=p+1 인 것
   을 특징으로 하는 스너버.
   
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제 1-1 다이오드의 캐소드는 직접 또는 상기 제 1-1 변압기의 2차측 권선을 통해 간접적으로 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 양극과 연결되며,
   상기 제 2-1 다이오드의 애소드는 직접 또는 상기 제 2-1 변압기의 2차측 권선을 통해 간접적으로 상기 DC-링크 커패시터 모듈의 음극과 연결된 것
   을 특징으로 하는 스너버.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1-j 다이오드의 캐소드는 직접 또는 상기 제 1-1 변압기의 제 2-j 권선을 통해 간접적으로 상기 제 1-j DC 커패시터의 양극과 연결되며,
   상기 제 2-j 다이오드의 애노드는 직접 또는 상기 제 2-1 변압기의 제 2-j 권선을 통해 간접적으로 상기 제 2-j DC 커패시터의 음극과 연결된 것
   을 특징으로 하는 스너버.
   
7. 삭제
8. 제 2 항에 있어서,
   상기 제 1-j 다이오드의 캐소드는 직접 또는 상기 제 1-1 변압기의 제 2-j 권선을 통해 간접적으로 상기 제 1-j 보조 커패시터의 양극과 연결되며,
   상기 제 2-j 다이오드의 애노드는 직접 또는 상기 제 2-1 변압기의 제 2-j 권선을 통해 간접적으로 상기 제 2-j 보조 커패시터의 음극과 연결된 것
   을 특징으로 하는 스너버.
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