JP6571842B2 - インバータ内の電力半導体の制御方法 - Google Patents
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Description
(i) 所定の数値範囲、望ましくは0.1乃至1、特に望ましくは0.3乃至1の数値範囲から第1因数(first factor)として数値を生成、算出、及び/又は選択する段階、
(ii) 前記第1因数を基本スイッチング周波数(basic switching frequency)値に掛けて前記パルス幅変調(PWM)のクロック周波数(A)を算出する段階、
(iii) 或る個数(X)のPWMクロック周期が終了されるか、又は、予め算出された前記クロック周波数(A)を有する所定の時間区間(T)が終了された後、新しい因数として前記所定の数値範囲から新たに生成された、算出された、又は選択された数値の何れかに基本スイッチング周波数を掛けて新しいクロック周波数(A)を算出する段階、並びに、
(iv) 前記段階(iii)を複数回繰返す段階であって、この場合、前記所定個数(X)のクロック周期が終了されるか、又は、各々直前の段階で予め算出されたクロック周波数を有する所定の時間区間(T)が終了された後、前記基本スイッチング周波数に、各々の前記段階(iii)ごとに新たに、生成された、算出された、又は選択された数値の何れかを掛けて新しいクロック周波数を算出する段階。
(i’) 所定の数値範囲から、望ましくは乱数発生器(random number generator)によって或る個数(Y)の乱数(random number)を含むルックアップテーブル(lookup table)を生成し、この時、前記乱数の確率密度(probability density)分布は、前記所定の数値範囲内におけるガウス分布(Gaussian distribution)又は均一分布(uniform distribution)に対応し、及び、前記テーブルの第1乱数を第1因数として選択する段階。
(ii’) 前記基本スイッチング周波数値と前記第1因数を掛けてパルス幅変調のクロック周波数(A)を算出する段階、
(iii’) 前記所定個数(X)のクロック周波数が終了されるか、又は、前記予め算出されたクロック周波数(A)を有する前記所定の時間区間(T)が終了された後、前記テーブル内にある次の乱数を前記基本スイッチング周波数値に掛けて新しいクロック周波数(A)を算出する段階、並びに、
(iv’) 前記所定個数(X)のクロック周期が終了されるか、各々直前の段階で予め算出されたクロック周波数を有する前記所定の時間区間(T)が終了された後、前記基本スイッチング周波数値に前記テーブル内で各々の前記段階(iii’)ごとに後続する乱数値を掛けて新しいクロック周波数を算出し、前記テーブルの最後の乱数が到達された段階まで前記段階(iii’)を複数繰返す段階。
(i’) 各々、前記マイクロプロセッサの作動時間の間に、数学的公式によって所定の数値範囲内に制限された数列を算出し、且つ前記数列(R)の第1要素を算出するか、又は、前記マイクロプロセッサにおいて実行される乱数発生器を用いて乱数を発生させる段階、
(ii’) 前記基本スイッチング周波数値に、前記数列(R)から算出された第1要素、又は前記発生された乱数を掛けてパルス幅変調のクロック周波数(A)を算出する段階、
(iii’) 前記所定個数(X)のククロック周期が終了されたか、又は、前記予め算出されたクロック周波数(A)を有する前記所定の時間区間(T)が終了された後、前記基本スイッチング周波数値に、前記数列(R)から算出された次の要素値、又は乱数発生器によって発生された次の乱数値を掛けて新しいクロック周波数(A)を算出する段階、
(iv’) 前記段階(iii’)を複数回繰り返す段階であって、この場合、前記所定個数(X)のクロック周期が終了されるか、各々直前の段階で予め算出されたクロック周波数を有する前記所定の決まった時間区間(T)が終了された後、前記基本スイッチング周波数値に、前記段階(iii’)ごとに前記数列(R)の新たな要素、又は新たな乱数値を掛けて新しいクロック周波数を算出する。
決定論的乱数発生器は、擬似乱数(pseudo random number)を発生させるので、一般的に擬似乱数発生器と称される。いわゆる擬似乱数からなる乱数列は、コンピュータによって、熱的抵抗雑音などに頼るよりも非常に簡単に形成可能であり、事実上全ての高級プログラム言語によるプログラムが利用可能である。ソースとしては、例えば、MS−ExcelTM(登録商標)、MATLABTM(登録商標)、及びLinux(登録商標)−Kernelが適合する。
(i’) 任意の与えられた時点において所定の数値範囲内の乱数が使用できるように、乱数発振器(random number oscillator)を援用した、電子回路のクロック周波数を算出するための乱数入力変数を発生させる段階、
(ii’) 前記基本スイッチング周波数値に第1時点における乱数値を掛けてクロック周波数(A)を算出する段階、
(iii’) 前記所定個数(X)のクロック周期が終了されるか、又は、前記予め算出されたクロック周波数(A)を有する前記所定の時間区間(T)が終了された後、基本スイッチング周波数値に、この前記時点に用意された乱数値を掛けて新しいクロック周波数(A)を算出する段階、並びに、
(iv’) 前記段階((iii’)を複数回反復する方式の段階であって、この場合、前記所定個数(X)のクロック周期が終了されたか、各々直前の段階で予め算出されたクロック周波数を有する前記所定の時間区間(T)が終了された後、基本スイッチング周波数値に、前記段階(iii’)ごとに、この時点に各々用意された新たな乱数値を掛けて新しいクロック周波数が算出される。
このような「削除」は、例えば、抹消(blank_out)されるべき周波数、又はその高調波が万一抹消されないと、システムにおいて、例えば自動車両システムにおいて、強度の干渉(妨害)を惹起する場合に望ましい。
前述した第1実施形態では、このために、例えば相異なる確率密度分布を有する2つのルックアップテーブルが格納されることが好ましい。前述した第2実施形態では、数列(R)及び数列(R)の要素、即ち擬似乱数を算出するための式が変更される。前述した第3の実施形態では、乱数発振器の回路における切替えが想定される。
クロック周波数の確率密度分布は、均一分布とガウス分布との何れかが選ばれ、この場合、クロック周波数の均一分布とガウス分布との間で切替えが可能であることが好ましい。
第1段階(i’)で、まず、或る個数(Y)の乱数(Y=6の場合、乱数値1乃至乱数値6)を有するルックアップテーブルが所定の数値の範囲から、望ましくは、乱数発生器によって、そして特に望ましくは0.5乃至1の数値範囲内で生成される。乱数確率密度は、所定の数値範囲内でガウス分布、又は均一分布に相応する。テーブル内の第1乱数が第1因数として選ばれ、そして
第2段階(ii’)で基本スイッチング周波数値、例えば20kHzの基本スイッチング周波数値に前記第1因数を掛けてパルス幅変調(PWM)のクロック周波数(A)が算出される。所定個数(X)のクロック周期が終了されるか、又は予め算出されたクロック周波数(A)を有する所定の時間区間(T)が終了されれば、後続して、
第3段階(iii’)で基本スイッチング周波数値にテーブルの次の乱数を掛けて新しいクロック周波数(A)が算出される。
追加段階(iv’)は、テーブル内の最後の乱数に至るまで第3段階(iii’)の反復を含む。言い換えれば、所定個数(Xの)クロック周期が終了されるか、各々直前の段階で(テーブル内のN番目の乱数Nを用いたものとする)予め算出されたクロック周波数を有する所定の時間区間(T)が終了されれば、各々基本スイッチング周波数値にテーブル内で各々の段落ごとに後続する乱数(乱数(N+1))値を掛けて新しいクロック周波数が算出される。テーブル内の乱数が最後の乱数に達すれば、先立って言及した段階(ii’)乃至(iv’)が繰り返される。即ち、テーブルが初めから終わりまで実行されて最後の乱数が使われた後、またテーブルの初めに戻って、第1乱数により後続クロック周波数が再び算出される。
Claims (9)
- パルス幅変調(PWM:Pulse Width Modulation)を制御するマイクロプロセッサを用いてインバータの電力半導体を活性化する際に発生する電磁妨害波を減少させるための方法であって、
(i)所定の数値範囲から第1因数(factor)として数値を生成、算出、又は選択する段階と、
(ii)前記生成、算出、又は選択された第1因数を基本スイッチング周波数値に掛けて前記パルス幅変調(PWM)のクロック周波数を算出する段階と、
(iii)所定個数(X)のクロック周期が終了するか又は前記算出されたクロック周波数を有する所定の時間区間(T)が終了した後、前記基本スイッチング周波数値に新たな因数として前記所定の数値範囲から新たに生成、算出、又は選択された数値の何れかを掛けて新たなクロック周波数を算出する段階と、
(iv)前記所定個数(X)のクロック周期が終了するか又は直前の段階(iii)で算出されたクロック周波数を有する所定の時間区間(T)が終了した後、前記段階(iii)毎に前記基本スイッチング周波数値に新たな因数として生成、算出、又は選択された数値の何れかを掛けて新たなクロック周波数を算出し、前記段階(iii)を複数回繰り返すことで、前記パルス幅変調(PWM)のクロック周波数をランダムに変更する段階と、を有し、
前記算出されたクロック周波数は、干渉周波数として公知であるか又は干渉周波数として同定されている場合、削除されるか又は直ちに中止され、前記パルス幅変調(PWM)のクロック周波数が新たに算出されることを特徴とする方法。 - 前記段階(i)は、(i’)所定の数値範囲から、前記所定の数値範囲内でガウス分布(Gaussian distribution)又は均一分布(uniform distribution)に対応する確率密度(probability density)分布を有する所定個数(Y)の乱数(random number)を含むテーブルを生成し、前記第1因数として前記テーブル内の第1乱数値を選択する段階を含み、
前記段階(ii)は、(ii’)前記基本スイッチング周波数値に前記第1乱数値を掛けて前記パルス幅変調(PWM)のクロック周波数を算出する段階を含み、
前記段階(iii)は、(iii’)前記所定個数(X)のクロック周期が終了するか又は前記算出されたクロック周波数を有する所定の時間区間(T)が終了した後、前記基本スイッチング周波数値に新たな因数として前記テーブル内からシーケンシャルに選択された次の乱数値を掛けて新たなクロック周波数を算出する段階を含み、
前記段階(iv)は、(iv’)前記所定個数(X)のクロック周期が終了するか又は直前の段階(iii’)で算出されたクロック周波数を有する所定の時間区間(T)が終了した後、前記段階(iii’)毎に前記基本スイッチング周波数値に新たな因数として前記テーブル内からシーケンシャルに選択された後続する乱数値を掛けて新たなクロック周波数を算出し、前記テーブルの最後の乱数に到達する段階まで前記段階(iii’)を複数回繰り返す段階を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記テーブル内の最後の乱数に到達した後、前記段階(ii’)〜(iv’)を繰り返すことを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記段階(i)は、(i’)前記マイクロプロセッサの作動時間の間に、数学的公式により所定の数値範囲内に制限された数列(R)を算出し、前記数列(R)の第1要素を算出するか又は前記マイクロプロセッサで実行される乱数発生器を用いて乱数値を生成する段階を含み、
前記段階(ii)は、(ii’)前記基本スイッチング周波数値に前記数列(R)から算出された第1要素又は前記生成された乱数値を掛けて前記パルス幅変調(PWM)のクロック周波数を算出する段階を含み、
前記段階(iii)は、(iii’)前記所定個数(X)のクロック周期が終了するか又は前記算出されたクロック周波数を有する所定の時間区間(T)が終了した後、前記基本スイッチング周波数値に新たな因数として前記数列(R)から算出された次の要素値又は前記生成された次の乱数値を掛けて新たなクロック周波数を算出する段階を含み、
前記段階(iv)は、(iv’)前記所定個数(X)のクロック周期が終了するか又は直前の段階(iii’)で算出されたクロック周波数を有する所定の時間区間(T)が終了した後、前記段階(iii’)毎に前記基本スイッチング周波数値に新たな因数として前記数列(R)の新たな要素又は新たな乱数値を掛けて新たなクロック周波数を算出し、前記段階(iii’)を複数回繰り返さす段階を含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。 - 前記数学的公式は、1つ又は複数個の非線型関数を含むことを特徴とする請求項4に記載の方法。
- 前記数列(R)及び/又は前記数列の要素、或いは前記乱数値は、別途の演算ユニット又はパルス幅変調(PWM)を制御するマイクロプロセッサにより算出されることを特徴とする請求項4又は5に記載の方法。
- 前記数列(R)及び/又は前記数列の要素、或いは前記乱数値は、外部入力手段によって算出されることを特徴とする請求項4乃至6の何れか1項に記載の方法。
- 前記段階(i)は、(i’)所定の時点で所定の数値範囲内の乱数値が使用されるように乱数発振器(random number oscillator)を援用して電子回路のクロック周波数を算出するための乱数値を生成する段階を含み、
前記段階(ii)は、(ii’)前記基本スイッチング周波数値に第1時点における乱数値を掛けて前記パルス幅変調(PWM)のクロック周波数(A)を算出する段階を含み、
前記段階(iii)は、(iii’)前記所定個数(X)のクロック周期が終了するか又は前記算出されたクロック周波数を有する所定の時間区間(T)が終了した後、前記基本スイッチング周波数値に新たな因数としてこの時点に生成された乱数値を掛けて新たなクロック周波数を算出する段階を含み、
前記段階(iv)は、(iv’)前記所定個数(X)のクロック周期が終了するか又は直前の段階(iii’)で算出されたクロック周波数を有する所定の時間区間(T)が終了した後、前記段階(iii’)毎に前記基本スイッチング周波数値に新たな因数としてこの時点に生成された乱数値を掛けて新たなクロック周波数を算出し、前記段階(iii’)を複数回繰り返す段階を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記クロック周波数を決定する乱数の確率密度分布は、均一分布又はガウス分布から選択されることを特徴とする請求項2、4、又は8の何れか1項に記載の方法。
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