JP2012016268A - Pwm制御のデッドタイムを補償する制御方法およびシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】スイッチング・アームは、第1のスイッチT11と、第2のスイッチT21と、電気負荷Mに接続される接続中点とを備え、PWM制御は出力電圧Vphを負荷Mに印加するために、第1のスイッチT11のスイッチングおよび第2のスイッチT21のスイッチングを行うことと、第1のスイッチT11のスイッチングと第2のスイッチT21のスイッチングとの間にデッドタイムを挿入する方法において、単一のデッドタイムTMを含む決定された時間窓Wintの間、出力電圧Vphを積分して補償の期間を決定するステップと、補償の期間を適用して現在のパルスの幅または後続のパルスの幅を修正するステップとを備える。
【選択図】図1
Description
− デッドタイムを含む決定した時間窓の間、出力電圧を積分して、補償の期間を決定するステップと、
− 補償の期間を適用して現在のパルスの幅または後続のパルスの幅を修正するステップと、
を備えることを特徴とする。
− デッドタイムを含む決定した時間窓の間、出力電圧を積分して、補償の期間を決定するように意図されたアナログ積分器と、
− 決定された補償の期間を適用することによって現在のパルスの幅または後続のパルスの幅を修正するための制御手段と、
を備えることを特徴とする。
− 一定期間の間スイッチT11を閉状態に維持(曲線Cd T11)、
− スイッチT11を開くための命令(曲線Cd T11)、
− 2つのトランジスタT11、T21が開状態にあるデッドタイムTM、
− スイッチT21を閉じるための命令(曲線Cd T21)、
− 一定期間の間スイッチT21を閉状態に維持(曲線Cd T21)、
− スイッチT21を開くための命令(曲線Cd T21)、
− 新たなデッドタイム、
− スイッチT11を閉じるための命令(曲線Cd T11)
を備える。
− デッドタイムTMを含み、デッドタイムよりもわずかに長い有効期間(例えば、デッドタイム+1μs)を有する積分窓Wintを規定することと、
− この積分窓の間に測定された出力電圧を積分して、それから補償の期間を推定することと、
− 窓の期間が経過した時点で、決定された補償の期間を現在のパルスの幅または後続のパルスの幅にわたって適用することと、
にある。
− 一定の、即ち使用される部品の特性によって規定される電流源。この場合、キャパシタの放電の間に、電圧−時間は実際に元に戻され、その後、補償を行うためにパルスの幅を修正するようにDCバスの電圧で規格化されなければならないことになる。
− インバータの入力部のDCバスの電圧に依存する、即ち比例する電流源。この場合、測定された積分は、既にDCバスの電圧で規格化されていると共に、補償を実行するために直接利用することができる時間に対応する。
i(t)=K1Vph(t)
に従う電流i(t)の関数として生成され、ここで、Vph(t)は出力電圧に対応し、K1は一定の係数である。
「初期安定状態」(スイッチング・アームのスイッチのうちの一方が閉状態である)。
− Vin=+7V − トランジスタQ2は閉じられ、トランジスタQ1は同様であり、そのとき電圧Voutは+7Vである。
− キャパシタC3は放電される。
− Vin=0V − トランジスタQ1およびQ2は開いている。
− キャパシタC3は、出力電圧Vphを積分する目的で、抵抗器R5を介して充電される。
− トランジスタQ5はオフになり、したがって、電圧Voutは0Vまで下降する。
− Vin=+7V − トランジスタQ2は閉じられ、それによって、ダイオードD3はオンになり、且つ、ダイオードD1はオフになる。
− ツェナーダイオードD5は導通し、それによってトランジスタQ1は閉じられ、このことは電流が抵抗器R3に流れることを可能にする。
− 次に、キャパシタC3は線形に放電する。
− トランジスタQ5は、キャパシタC3の両端子間の電圧が7Vのわずか下になると導通する。次に、電圧Voutは7Vに上昇する。電圧Voutが7Vに達した瞬間が検出され、そして続いて処理され、デッドタイムの補償の期間が決定される。決定された補償の期間は、その後、スイッチング・アームのPWM制御によって使用される。
− 初期状態に戻る。
− 電流源とキャパシタとの間に電子スイッチを直接使用する。
− 様々な値をとることができる単一の電流源を使用する。
− 様々なトポロジーの電流源を使用する。それらの電流源は、単純なRC回路によって、能動回路(図5の第2の電流源DCSのような)によって、カレントミラーによって、または、さもなければ任意の他の手段によって具現することができる。
− 電流源の値は、上記で説明したように、例えばインバータのバスの電圧などの外部信号に依存し得る。
− キャパシタC3は端子のうちの一方を固定電位とすることができるが、必然ではない。
− キャパシタC3の電圧はゾーンZ3の間増加し、ゾーンZ4の間減少することができるが、逆も同様に可能である。
Claims (10)
- 2つの電源ライン間に接続されるスイッチング・アーム(1)に適用されるPWM型制御のデッドタイム(TM)を補償する方法であって、前記スイッチング・アームは、第1のスイッチ(T11)と、第2のスイッチ(T21)と、前記第1のスイッチ及び前記第2のスイッチ間に位置し且つ電気負荷(M)に接続される接続中点と、を備え、前記PWM制御は、パルスに関して、出力電圧(Vph)を前記負荷(M)に印加するために、前記第1のスイッチ(T11)のスイッチングおよび前記第2のスイッチ(T21)のスイッチングを行うことと、前記第1のスイッチの前記スイッチングと前記第2のスイッチの前記スイッチングとの間にデッドタイムを挿入することと、にある方法において、
− 単一のデッドタイム(TM)を含む決定された時間窓(Wint)の間、前記出力電圧(Vph)を積分して、補償の期間を決定するステップと、
− 前記補償の期間を適用して現在のパルスの幅または後続のパルスの幅を修正するステップと、を備える
ことを特徴とする方法。 - 前記積分がアナログ積分器(INT)を用いて実行されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記アナログ積分器(INT)がキャパシタ(C3)を有することを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記補償の期間が、前記キャパシタ(C3)の充電/放電の間に検出される時点(t2)によって決定されることを特徴とする請求項3に記載の方法。
- 前記時間窓(Wint)の開始が、前記スイッチのうちの一方を開くための命令に同期されることを特徴とする請求項1から請求項4の何れか一項に記載の方法。
- 2つの電源ライン間に接続されるスイッチング・アーム(1)に適用されるPWM型制御のデッドタイム(TM)を補償するシステムであって、前記スイッチング・アームは、第1のスイッチ(T11)と、第2のスイッチ(T21)と、前記第1のスイッチ及び前記第2のスイッチ間に位置し且つ電気負荷(M)に接続される接続中点と、を備え、前記PWM制御が、パルスに関して、出力電圧(Vph)を前記負荷に印加するために、前記第1のスイッチのスイッチングおよび前記第2のスイッチのスイッチングを行うことと、前記第1のスイッチの前記スイッチングと前記第2のスイッチの前記スイッチングとの間にデッドタイム(TM)を挿入することと、にあるシステムにおいて、
− 単一のデッドタイム(TM)を含む決定された時間窓(Wint)の間、前記出力電圧(Vph)を積分して、補償の期間を決定するように意図されたアナログ積分器(INT)と、
− 前記決定された補償の期間を適用することによって現在のパルスの幅または後続のパルスの幅を修正するための制御手段(200)と、を備える
ことを特徴とするシステム。 - 前記時間窓(Wint)の開始が、前記スイッチのうちの一方を開くための命令に同期されることを特徴とする請求項6に記載のシステム。
- 前記アナログ積分器(INT)がキャパシタを備えることを特徴とする請求項6または請求項7に記載のシステム。
- 前記補償の期間が、前記キャパシタ(C3)の充電/放電の間に検出されるサイクル終了の時点(t2)によって決定されることを特徴とする請求項8に記載のシステム。
- 前記積分器(INT)の前記キャパシタ(C3)の前記充電または前記放電を有効にするように意図された前記アナログ積分器(INT)用の制御手段(4)と、
前記キャパシタ(C3)の両端子間の電圧が前記時間窓(Wint)の後に静止値に戻る前記サイクル終了の時点(t2)を検出する手段(5)と、を備える
ことを特徴とする請求項9に記載のシステム。
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