JP5980450B2 - 電子部品をスイッチオン又はスイッチオフする方法及び装置 - Google Patents
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Description
Ig0<Ig1<Ig2
となるように選択されている。
2 外部分岐
2.1,2.2 部分分岐
3 制御装置
4 ブリッジ分岐
6 電気負荷
8 電子部品
9 制御端子(ゲート)
10 信号発生器
10.1 電流源
10.2 キャパシタ
10.3 電圧源
10.4 インピーダンス変換器
12 制御ユニット
14 振動検出器
14.1 フィルタ
14.2 振幅検出器
14.3 評価要素
14.4 トリガ
14.5 リセット信号
16 PWM信号
18 振幅制限
20.1,20.2 閉ループ制御回路
22.1,22.2 閉ループ制御器
24 クロック
26.1,26.2 出力ユニット
28.1,28.2,28.3 加算器
30 制御回路
32 JKフリップフロップ
34 ANDゲート
36 NOTゲート
38 選択要素
C 検出器キャパシタ
Δ1,Δ2,Δ3 時間窓
E1 ANDゲートの出力値
E2 NOTゲートの出力値
f(t) 割り当て関数
I 電流
Id ドレイン電流
Ig ゲート電流
Ig1,Ig0,Ig2 ゲート電流制御値
I(t) 電流出力信号
K1,K2 補正値
S 制御信号
t 時間
t0 レベル変化時点
t1,t2 切り替え時点
t3 終端値時点
T1,T2 限界値
t1_default 初期切り替え値
t2_default 初期切り替え値
t1_th,t2_th 切り替え値
U 電圧
U(t) 電圧出力信号
VDS 出力信号
VDS_AC 振動信号
Vg ゲート電圧
Vg′ ゲート電圧変化率
Vg1′,Vg0′,Vg2′ ゲート電圧変化率の制御値
Vin 入力電圧
Vout 出力電圧
Claims (16)
- パルス幅変調信号(16)を用いた制御のもとで電子部品(8)をスイッチオン又はスイッチオフする方法であって、
前記電子部品(8)は、制御信号(S)によって制御可能な出力信号(VDS)を出力するように構成されており、
前記スイッチオン又はスイッチオフは、1つのパルス幅変調クロック周期内で、前記パルス幅変調信号(16)の変更によるレベル変化時点(t0)で開始され、
前記パルス幅変調信号(16)の各クロック周期中に、前記出力信号(VDS)の振動の少なくとも1つの振幅の大きさが算出され、
前記制御信号(S)の少なくとも1つの第1の制御値(Ig1,Vg1′)と第2の制御値(Ig0,Vg0′)とが予め設定され、
前記制御信号(S)は、各パルス幅変調クロック周期内で、
前記レベル変化時点(t0)と第1の切り替え時点(t1)との間においては前記第1の制御値(Ig1,Vg1′)に調整され、
前記第1の切り替え時点(t1)と第2の切り替え時点(t2)との間においては前記第2の制御値(Ig0,Vg0′)に調整され、
前記第2の切り替え時点(t2)から前記電子部品(8)の制御端子(9)におけるゲート電圧(Vg)がゲート電圧終端値に達する時点までは第3の制御値(Ig2,Vg2′)に調整され、
パルス幅変調クロック周期の前記各切り替え時点(t1、t2)は、当該パルス幅変調クロック周期に対応し、かつ、先行のパルス幅変調クロック周期の間に算出された振幅の大きさに依存して、前記出力信号(VDS)の振動の振動振幅が制限されるように決定されることを特徴とする方法。 - 前記振幅の大きさとして、所定の時間窓(Δ1,Δ2)内で検出された前記出力信号(VDS)の振動の振動振幅の振幅最大値が求められる、請求項1記載の方法。
- 前記振幅の大きさとして、所定の時間窓(Δ1,Δ2)内で検出された前記出力信号(VDS)の振動の振動信号の絶対値の積分値が求められる、請求項1記載の方法。
- パルス幅変調クロック周期の前記第1の切り替え時点(t1)は、第1の時間窓(Δ1)における前記出力信号(VDS)の振動の振幅の大きさに依存して決定される、ただし前記第1の時間窓(Δ1)は、レベル変化時点(t0)から先行のパルス幅変調クロック周期の前記第2の切り替え時点(t2)まで延在する、請求項1から3いずれか1項記載の方法。
- パルス幅変調クロック周期の前記第2の切り替え時点(t2)は、第2の時間窓(Δ2)における前記出力信号(VDS)の振動の振幅の大きさに依存して決定される、ただし前記第2の時間窓(Δ2)は、先行のパルス幅変調クロック周期の前記第2の切り替え時点(t2)から、当該時点に後続する前記パルス幅変調信号(16)のレベル変化時点まで延在する、請求項1から4いずれか1項記載の方法。
- パルス幅変調クロック周期の前記第2の切り替え時点(t2)は、第2の時間窓(Δ2)における前記出力信号(VDS)の振動の振幅の大きさに依存して決定され、前記第2の時間窓(Δ2)は、先行のパルス幅変調クロック周期の前記第2の切り替え時点(t2)から、前記電子部品(8)の制御端子(9)におけるゲート電圧(Vg)がゲート電圧終端値に達する時点まで延在する、請求項1から4いずれか1項記載の方法。
- 振幅制限(18)と第1の限界値(T1)とが設定され、
パルス幅変調クロック周期の前記第1の切り替え時点(t1)は、
前記第1の切り替え時点(t1)に対応する前記振幅の大きさが前記振幅制限(18)よりも小さい場合には、先行のパルス幅変調クロック周期に対してパルス幅変調クロック周期終端の方向にシフトされ、
前記第1の切り替え時点(t1)に対応する前記振幅の大きさが前記振幅制限(18)よりも大きい場合には、パルス幅変調クロック周期始端の方向にシフトされるが、前記第1の切り替え時点(t1)のシフトによって前記第1の限界値(T1)を下回ることはない、請求項1から6いずれか1項記載の方法。 - 振幅制限(18)と第2の限界値(T2)とが設定され、
パルス幅変調クロック周期の前記第2の切り替え時点(t2)は、
前記第2の切り替え時点(t2)に対応する前記振幅の大きさが前記振幅制限(18)よりも小さい場合には、先行のパルス幅変調クロック周期に対してパルス幅変調クロック周期始端の方向にシフトされ、
前記第2の切り替え時点(t2)に対応する前記振幅の大きさが前記振幅制限(18)よりも大きい場合には、パルス幅変調クロック周期終端の方向にシフトされるが、前記第2の切り替え時点(t2)のシフトによって前記第2の限界値(T2)を上回ることはない、請求項1から6いずれか1項記載の方法。 - 前記制御信号(S)を用いて、前記電子部品(8)の制御端子(9)のゲート電流(Ig)又はゲート電圧変化率(Vg′)が制御される、請求項1から8いずれか1項記載の方法。
- 請求項1から9いずれか1項記載の方法を実施する制御装置(3)であって、
振幅の大きさを検出する少なくとも1つの振動検出器(14)と、
前記切り替え時点(t1,t2)を決定しかつ前記制御信号(S)を生成する制御ユニット(12)と、
前記電子部品(8)の、前記制御信号(S)に対応する制御のための信号発生器(10)とを含んでいることを特徴とする制御装置(3)。 - 前記制御装置(3)は、前記制御信号(S)の前記第1の切り替え時点(t1)を振幅の大きさに依存して制御する第1の閉ループ制御回路(20.1)を備え、
前記第1の閉ループ制御回路(20.1)は、
前記振幅の大きさを算出する振動検出器(14)と、
振幅制限(18)からの前記振幅の大きさの偏差に対する尺度である第1の補正値(K1)を形成する第1の閉ループ制御器(22.1)と、
第1の出力ユニット(26.1)とを含んでおり、
前記第1の出力ユニット(26.1)は、各パルス幅変調クロック周期の前記第1の切り替え時点(t1)を前記第1の補正値(K1)に依存して決定し、その出力を前記制御信号(S)の生成のために前記第1の切り替え時点(t1)で変更する、請求項10記載の制御装置(3)。 - 前記制御装置(3)は、前記制御信号(S)の前記第2の切り替え時点(t2)を振幅の大きさに依存して制御する第2の閉ループ制御回路(20.2)を備え、
前記第2の閉ループ制御回路(20.2)は、
前記振幅の大きさを算出する振動検出器(14)と、
振幅制限(18)からの前記振幅の大きさの偏差に対する尺度である第2の補正値(K2)を形成する第2の閉ループ制御器(22.2)と、
第2の出力ユニット(26.2)とを含んでおり、
前記第2の出力ユニット(26.2)は、各パルス幅変調クロック周期の前記第2の切り替え時点(t2)を前記第2の補正値(K2)に依存して決定し、その出力を前記制御信号(S)の生成のために前記第2の切り替え時点(t2)で変更する、請求項10又は11記載の制御装置(3)。 - 各振動検出器(14)は、振幅検出器(14.2)と評価要素(14.3)とを含み、前記振幅検出器(14.2)は、前記出力信号(VDS)の振動の振動振幅を検出し、前記評価要素(14.3)は、振幅最大値を算出するサンプルホールド要素として構成されているか、又は、前記振幅検出器(14.2)によって検出された振動振幅を積分する積分器として構成されている、請求項10から12いずれか1項記載の制御装置(3)。
- 前記振幅検出器(14.2)の上流側に、前記出力信号(VDS)から振動信号(VDS_AC)を抽出するフィルタ(14.1)が接続されている、請求項13記載の制御装置(3)。
- 制御信号(S)を用いて制御可能な出力信号(VDS)が出力されるように構成されている電子部品(8)を備えた共振電気回路(1)における電気振動の低減のために、請求項1から9いずれか1項記載の方法、及び/又は、請求項10から14いずれか1項記載の装置(3)を用いることを特徴とする使用方法。
- 電子部品(8)を繰り返しスイッチオン又はスイッチオフする方法であって、
前記電子部品(8)は、制御信号(S)を用いて制御可能な出力信号(VDS)を出力するように構成されており、
前記電子部品(8)は、順次連続する時間間隔の中でそれぞれ1回スイッチオン又はスイッチオフされ、
各時間間隔の間に前記出力信号(VDS)の振動の少なくとも1つの振幅の大きさが算出され、
前記制御信号(S)の少なくとも1つの第1の制御値(Ig1,Vg1′)と第2の制御値(Ig0,Vg0′)とが予め設定され、
前記制御信号(S)は、
スイッチング開始時点と第1の切り替え時点(t1)との間においては前記第1の制御値(Ig1,Vg1′)に調整され、
前記第1の切り替え時点(t1)と第2の切り替え時点(t2)との間においては前記第2の制御値(Ig0,Vg0′)に調整され、
前記第2の切り替え時点(t2)から前記電子部品(8)の制御端子(9)におけるゲート電圧(Vg)がゲート電圧終端値に達する時点までは第3の制御値(Ig2,Vg2′)に調整され、
時間間隔の前記各切り替え時点(t1、t2)は、当該時間間隔に対応し、かつ、先行の時間間隔の間に算出された振幅の大きさに依存して、前記出力信号(VDS)の振動の振動振幅が制限されるように決定されることを特徴とする方法。
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