CN1156974C - 脉宽调制控制系统 - Google Patents

脉宽调制控制系统 Download PDF

Info

Publication number
CN1156974C
CN1156974C CNB001207482A CN00120748A CN1156974C CN 1156974 C CN1156974 C CN 1156974C CN B001207482 A CNB001207482 A CN B001207482A CN 00120748 A CN00120748 A CN 00120748A CN 1156974 C CN1156974 C CN 1156974C
Authority
CN
China
Prior art keywords
reference voltage
counter
voltage level
output
width modulation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB001207482A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1280418A (zh
Inventor
裴圭晟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LS Electric Co Ltd
Original Assignee
LG Industrial Systems Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Industrial Systems Co Ltd filed Critical LG Industrial Systems Co Ltd
Publication of CN1280418A publication Critical patent/CN1280418A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1156974C publication Critical patent/CN1156974C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B15/00—Systems controlled by a computer
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/38—Means for preventing simultaneous conduction of switches

Abstract

一种脉宽调制控制系统，包括：计数器，在接收时钟输入之后输出通过其最大电压值和最小电压值的限幅波；加法器/减法器，相加/相减计数器生成的电压值；参考电压值生成单元，在接收加法器/减法器的输出信号和用户设置的参考电压值之后输出两个不同的参考电压值；比较器，分别比较参考电压值生成单元生成的参考电压值与加法器/减法器输出的电压值；和输出控制单元，根据比较器的输出电压值输出PWM正信号和PWM负信号。

Description

脉宽调制控制系统
技术领域
本发明涉及脉宽调制控制系统，尤其涉及一种脉宽调制控制系统，能够防止臂短(arm short)现象，通过设置两个参考电压值及其更新起始点作为递增/递减计数器的起始点来确保脉宽调制控制中的停止时间从而执行三相反相器和转换器的精确控制。
背景技术
脉宽调制是一种根据信号波幅度改变脉宽的方法。具体地，正弦波脉宽调制是顺序改变输出脉冲的宽度以获取类似于正弦波的马达电流的方法，在低频范围内马达的转矩脉动很小，因此，近年来该方法被广泛地使用。
常规脉宽调制控制系统包括输出限幅波(载波信号)的递增/递减计数器，比较递增/递减计数器输出的限幅波和正弦波型的三相参考信号的比较器，和输入比较器的输出信号并将负载电压输出给马达工作电路的输出控制单元。
现在，将参考附图说明常规脉宽调制控制系统。
图1A、图1B和图1C是常规脉宽调制控制系统的输入/输出信号的波形图。图1A表示用作参考信号的三相正弦波和计数器输出的限幅波。图1B表示根据三相正弦波和限幅波之间的比较生成的负载电压。
图2是常规三相反相器工作电路的电路图，包括六个开关，六个开关之中连接到相同负载(三相之间的相同相位)的两个开关执行互补开关操作。换句话说，负载电压信号之中的正信号通过S1开关提供给负载，负载电压信号之中的负信号通过S4开关提供给负载。在此，在正信号为截止之后负信号为导通，或者在正信号为导通之后负信号为截止。
因此，负载L1上的电流如图1C所示。负载L2和负载L3上的电流依据负载L1的相同开关操作流动。
在此，在正信号为截止之后负信号为导通，或在负信号为截止之后正信号为导通需要一定量的时间，所需要的时间是停止时间(deadtime)。当停止时间不存在或者不在一定时间内连续时，将产生臂短现象。
图3A和图3B是具有上载波和下载波的限幅波的波形图。如图3A和3B所示，双载波法使用两种限幅波信号(载波信号)。使用该方法以防止臂短现象。图3A表示限幅波最小电压值上的参考电压值的更新，图3B表示限幅波最大电压值上的参考电压值的更新。
然而，当在上载波和下载波之间存在参考信号时，由于缺少停止时间，在双载波法中可能产生臂短现象。为了解决上述问题，双载波法更新下一最大电压值上的参考电压值或执行过调操作。
然而，因为正信号始终输出导通信号而不考虑限幅波的波型并且负信号始终输出截止信号，反相器和转换器的精确控制是不可能的。
发明内容
本发明的目的是提供一种脉宽调制控制系统，该系统能够确保停止时间，并通过在计数器的起始点而非限幅波的最大或最小电压值上更新参考电压值来执行三相反相器或转换器的精确控制。
本发明的另一个目的是提供能够不使用双载波法在单个限幅波上自动生成两个参考电压值的脉宽调制控制系统。
为了实现上述目的，本发明的脉宽调制控制系统包括：
计数器，在接收时钟输入之后输出通过其最大电压值和最小电压值的限幅波；
加法器/减法器，相加/相减计数器生成的电压值；
参考电压值生成单元，在接收加法器/减法器的输出信号和用户设置的参考电压值之后输出两个不同的参考电压值；
比较器，分别比较参考电压值生成单元生成的参考电压值与加法器/减法器输出的电压值；和
输出控制单元，根据比较器的输出电压值输出脉宽调制正信号(SPWM+)和脉宽调制负信号(SPWM-)，
所述计数器包括递增计数器和递减计数器，当由用户设置递增计数器和递减计数器的参考电压值时，参考电压值生成单元生成上参考电压值(Vref)和下参考电压值(VDTref)和控制参考电压值的更新点，
递增计数器的参考电压值的更新点是递增计数器的起始点，递减计数器的参考电压值的更新点是递减计数器的起始点。
附图说明
图1A、1B和1C是常规脉宽调制控制系统的输入/输出信号的波形图。
图2是常规三相反相器工作电路的电路图。
图3A和3B是根据常规技术具有上载波和下载波的限幅波的波形图。
图4是本发明的脉宽调制控制系统的电路图。
图5是本发明的脉宽调制控制系统的波形图。
图6是本发明的脉宽调制控制系统的波形图。
具体实施方式
图4是本发明的电路图，它包括：递增计数器101和递减计数器100，在设置不同的计数器初始电压值之后生成限幅波，从而获取通过其最大参考电压值和最小参考电压值的限幅波；向递增计数器101和递减计数器100提供时钟的时钟选择单元600；顺序相加在递增计数器101上计数的电压值的加法器301；顺序相减在递减计数器100上计数的电压值的减法器300；自动生成单个限幅波上的两个不同参考电压值(Vref)，(VDTref)的参考电压值生成单元400；分别比较参考电压值生成单元400生成的两个不同参考电压值(Vref)，(VDTref)与加法器301和减法器300输出的电压值的比较器201；根据比较器的输出电压值分别输出PWM(脉宽调制)正信号(SPWM+)和PWM(脉宽调制)负信号(SPWM-)的输出控制单元500；比较加法器301的输出电压值和由用户预先设置的递增计数器参考电压值(2×VMAX)，当所比较的电压值相同时停止递增计数器101的操作的用于递增计数器控制的比较器202；和比较减法器300的输出电压值和由用户预先设置的递减计数器参考电压值(2×VDTMAX)，当所比较的电压值相同时停止递减计数器100的操作的用于递减计数器控制的比较器200。
现在将详细说明本发明的操作和效果。
如图4所示，递增计数器101和递减计数器100具有不同的起始点，但同时操作。递增计数器101的初始电压值是0[V]，递减计数器100的初始电压值是2×VMAX[V]，并且由用户设置的初始电压值是最大电压值。
时钟选择单元600分别向递增计数器101和递减计数器100提供时钟。如图5所示，递增计数器101从2×VDTMAX[V]向上计数到2×VMAX[V]，并将其提供给加法器301，递减计数器100从2×VMAX[V]向下计数到2×VDTMAX[V]，并将其提供给减法器300。VMAX、VDTMAX[V]是由用户设置的电压值并表示限幅波的最大电压值和最小电压值。
同时，加法器301顺序相加在递增计数器101上计数的电压值，并将所加的电压值分别提供给比较器201、用于递增计数器控制的比较器202和参考电压值生成单元400。
减法器300顺序相减在递减计数器100上计数的电压值，并将所减的电压值分别提供给比较器201、用于递减计数器控制的比较器200和参考电压值生成单元400。
因此，比较器202比较在加法器301上相加的电压值和参考电压值(2×VMAX)，并将其提供给递增计数器101。递增计数器101计数在加法器301上所加的电压值，直到该值与参考电压值(2×VMAX)相同。
同时，用于递减计数器控制的比较器200比较在减法器300上相减的电压值和参考电压值(2×VDTMAX)，并将其提供给递减计数器100。递减计数器100计数所减的电压值，直到该值与参考电压值(2×VDTMAX)相同。
当执行上述操作时，参考电压值生成单元400设置与递增计数器比较的参考电压值(Vref)和与递减计数器比较的参考电压值(VDTref)，分别将其提供给比较器201，并控制参考电压值的更新起始点。
当递增计数器101和递减计数器100停止计数操作时，参考电压值生成单元400停止参考电压值的输出，并在递增计数器101和递减计数器100的计数起始点上更新参考电压值。因此，通过在参考电压值存在于上载波和下载波之间时更新递增/递减计数器101、100起始点上的参考电压值，本发明可克服双载波法的停止时间问题。
当参考电压值生成单元400向比较器201输出与递增计数器比较的参考电压值(Vref)和与递减计数器比较的参考电压值(VDTref)时，比较器201向输出控制单元500提供加法器/减法器301、300输出的电压值和根据该比较的结果值。
比较器201比较参考电压值生成单元400生成的参考电压值(Vref)和加法器/减法器301、300的输出电压值，当参考电压值(Vref)与加法器301的电压值相同时，它向输出控制单元500输出“1”，当参考电压值(Vref)与加法器301的电压值不同，比较参考电压值(Vref)与减法器300并且值相同时，比较器201向输出控制单元500输出“0”。接收比较电压值的输出控制单元500输出PWM(脉宽调制)正信号(SPWM+)。
比较器201比较参考电压值生成单元400生成的另一参考电压值(VDTref)与加法器301和减法器300的输出电压值，当参考电压值与加法器301的电压值相同时，它向输出控制单元500输出“0”，当参考电压值与加法器301的电压值不同时，它比较参考电压值与加法器300的电压值，当值相同时，“1”被提供给输出控制单元500，接收比较电压值的输出控制单元500输出PWM(脉宽调制)负信号(SPWM-)。
根据上述操作，比较每个参考电压值与计数器的电压值，递增计数器和递减计数器输出通过其最大电压值和最小电压值的限幅波。
图5是本发明的脉宽调制控制系统的波形图。该图图示VMAX、2×VMAX、VDTMAX、2×VDTMAX、最大电压中断和最小电压中断。
图6是本发明脉宽调制系统的波形图。它图示与递增计数器比较的参考电压值、与递减计数器比较的参考电压值、与递增计数器比较的参考停止时间电压和与递减计数器比较的参考停止时间电压，并图示输出控制单元输出的PWM(脉宽调制)正信号(SPWM+)和PWM(脉宽调制)负信号(SPWM-)的输出变化。在此，与递增计数器比较的参考电压值的更新点与递增计数器的起始点相同，与递减计数器比较的参考电压值的更新点与递减计数器的起始点相同。
如上所述，本发明通过输出通过其最大电压值和最小电压值的限幅波，在递增/递减计数器的起始点上更新参考电压值，能够确保停止时间，并精确控制转换器或反相器。

Claims (4)

1.一种脉宽调制控制系统，包括：
计数器，在接收时钟输入之后输出通过最大电压值和最小电压值的限幅波；
加法器/减法器，相加/相减计数器生成的电压值；
参考电压值生成单元，在接收加法器/减法器的输出信号和用户设置的参考电压值之后输出两个不同的参考电压值；
比较器，分别比较参考电压值生成单元生成的参考电压值与加法器/减法器输出的电压值；和
输出控制单元，根据比较器的输出电压值输出脉宽调制正信号(SPWM+)和脉宽调制负信号(SPWM-)，
所述计数器包括递增计数器和递减计数器，当由用户设置递增计数器和递减计数器的参考电压值时，参考电压值生成单元生成上参考电压值(Vref)和下参考电压值(VDTref)和控制参考电压值的更新点，
递增计数器的参考电压值的更新点是递增计数器的起始点，递减计数器的参考电压值的更新点是递减计数器的起始点。
2.根据权利要求1的脉宽调制控制系统，其中递增计数器的初始电压值为0[V]，递减计数器的初始电压值为2×VMAX[V]，该初始电压值由用户设置，当计数器输出限幅波时，计数器使限幅波通过最大电压值和最小电压值。
3.根据权利要求1的脉宽调制控制系统，其中比较器包括：比较参考电压值生成单元输出的参考电压值和加法器/减法器输出的参考电压值的比较器，当加法器的输出电压值与在参考电压值生成单元中预先设置的电压值相同时停止递增计数器操作的递增计数器控制比较器，当减法器的输出电压值与在参考电压值生成单元中预先设置的电压值相同时停止递减计数器操作的递减计数器控制比较器。
4.根据权利要求1的脉宽调制控制系统，其中在脉宽调制正信号(SPWM+)输出的情况下，输出控制单元当上参考电压值与递增计数器的电压值相同时输出“1”，或者当上参考电压值与递减计数器的电压值相同时输出“0”，在脉宽调制负信号(SPWM-)输出的情况下，输出控制单元当下参考电压值与递增计数器的电压值相同时输出“0”，或者当下参考电压值与递减计数器的电压值相同时输出“1”。
CNB001207482A 1999-07-09 2000-07-07 脉宽调制控制系统 Expired - Fee Related CN1156974C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR27754/1999 1999-07-09
KR1019990027754A KR100325407B1 (ko) 1999-07-09 1999-07-09 펄스폭 변조 제어 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1280418A CN1280418A (zh) 2001-01-17
CN1156974C true CN1156974C (zh) 2004-07-07

Family

ID=19600662

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB001207482A Expired - Fee Related CN1156974C (zh) 1999-07-09 2000-07-07 脉宽调制控制系统

Country Status (3)

Country Link
US (1) US6792042B1 (zh)
KR (1) KR100325407B1 (zh)
CN (1) CN1156974C (zh)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040017032A (ko) * 2002-08-20 2004-02-26 주식회사 엘리아테크 펄스 폭 변조 구동회로
TWI286872B (en) * 2002-12-20 2007-09-11 Tyan Computer Corp Adjustable power supply device with multiple input voltage levels
US7049771B2 (en) * 2004-01-27 2006-05-23 Nippon Yusoki Co., Ltd. Multi-phase carrier signal generator and multi-phase carrier signal generation method
US7049778B2 (en) * 2004-02-09 2006-05-23 Nippon Yusoki Co., Ltd. Inverter control apparatus and inverter control method
US20060083037A1 (en) * 2004-07-27 2006-04-20 Silicon Laboratories Inc. Digital PWM controller with efficiency optimization as a function of PWM duty cycle
US7142140B2 (en) 2004-07-27 2006-11-28 Silicon Laboratories Inc. Auto scanning ADC for DPWM
US7426123B2 (en) * 2004-07-27 2008-09-16 Silicon Laboratories Inc. Finite state machine digital pulse width modulator for a digitally controlled power supply
US7570190B1 (en) * 2008-03-28 2009-08-04 Motorola, Inc. Method and system for operating a comparator
CN101901578B (zh) * 2010-08-19 2012-08-29 深圳市明微电子股份有限公司 显示控制的方法及装置
US9054584B2 (en) * 2011-02-16 2015-06-09 Maxim Integrated Products, Inc. Load detection for a low power mode in an AC-DC adapter
WO2013102781A1 (en) * 2012-01-05 2013-07-11 American Power Conversion Corporation Converter controller with half bridge adaptive dead time circuit and method
CN105811937A (zh) * 2016-03-15 2016-07-27 珠海格力电器股份有限公司 一种波形输出方法及装置
TWI635708B (zh) * 2017-05-10 2018-09-11 晶豪科技股份有限公司 脈波寬度調變轉換器及其轉換方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3373250D1 (en) * 1982-06-15 1987-10-01 Toshiba Kk Pulse-width modulation circuit
DE3486449T2 (de) * 1983-11-28 1997-11-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd Pulsbreitenmodulationswechselrichtervorrichtung
DE3573497D1 (de) * 1984-03-08 1989-11-09 Meidensha Electric Mfg Co Ltd Digital pwmed pulse generator
JPS62163589A (ja) * 1986-01-13 1987-07-20 Hitachi Ltd パルス幅変調インバ−タによる誘導電動機の制御装置
DE3782848T2 (de) * 1986-04-22 1993-04-01 Mitsubishi Electric Corp Steuerschaltung fuer einen umrichter.
AU621868B2 (en) * 1988-04-18 1992-03-26 Daikin Industries, Ltd. Pulse width modulation control unit of inverter
JPH02299471A (ja) * 1989-05-12 1990-12-11 Mitsubishi Electric Corp Ｐｗｍコンバータ装置の制御方法
EP0821304B1 (en) * 1996-07-24 2002-02-27 STMicroelectronics S.r.l. Method and device of PWM control

Also Published As

Publication number Publication date
KR20010009402A (ko) 2001-02-05
US6792042B1 (en) 2004-09-14
KR100325407B1 (ko) 2002-03-04
CN1280418A (zh) 2001-01-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1156974C (zh) 脉宽调制控制系统
EP2462694B1 (en) Pulse width modulation frequency conversion
US5337338A (en) Pulse density modulation circuit (parallel to serial) comparing in a nonsequential bit order
US7471526B2 (en) Method and apparatus to reduce PWM voltage distortion in electric drives
EP2544373A2 (en) Digital-to-analog conversion with combined pulse modulators
JP2017221002A (ja) モータ制御装置
CN1799190A (zh) Pwm控制系统
CN1077065A (zh) 电力变换装置
JP2019129614A (ja) 半導体装置、負荷駆動システムおよびインダクタ電流の検出方法
US6307494B2 (en) Device and method for the rapid digital/analog conversion of pulse width modulated signals
CN111937288B (zh) 电力转换装置的控制装置
US8508310B2 (en) Method and device for generating PWM signals
EP0242344A1 (en) Method and apparatus for controlling a motor
JP2014158377A (ja) コンバータ装置
CN1310574C (zh) 放电灯点亮方法及放电灯点亮设备
CN113131809A (zh) 一种无刷直流电机的过零点检测装置及方法
EP0800277A2 (en) Analogue to digital converter
CN1625031A (zh) 用于dc－dc变换器的冲击电流防护电路
CN114337474B (zh) 驱动控制电路和电机控制电路
CN1841907A (zh) 多相电源转换器
CN1180526C (zh) 脉宽调制电力变换装置
JPH0947065A (ja) モータ駆動制御装置
US11757394B2 (en) Motor control device and motor system
CN1120564C (zh) 一种用于脉宽调制型变频电源中死区补偿的方法
US7692465B2 (en) Methods for generating PWM-signals

Legal Events

Date Code Title Description
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C06 Publication
PB01 Publication
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20040707

Termination date: 20170707

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee