KR20050084948A - 펄스 변조 전력 변환기 - Google Patents
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Abstract
순방향 블록 (15, 30), 상기 순방향 블록으로부터의 출력을 증폭하는 스위칭단 (11), 및 상기 스위칭단으로부터의 출력 신호를 로우 패스 필터링하는 출력 필터 (12) 를 포함하는 순방향 경로, 상기 로우 패스 필터링된 출력 신호에 접속되어, 피드백 신호를 생성하기 위해 글로벌 피드백 블록 (18, 19) 을 포함하는 글로벌 피드백 경로 (13), 및 상기 피드백 신호를 입력 신호로부터 감산하여, 그 결과를 상기 순방향 경로에 공급하는 수단 (14) 을 포함하는 펄스 변조 전력 변환기가 개시되어 있다. 글로벌 피드백 블록 및/또는 순방향 블록은 적어도 상기 출력 필터의 위상 지연의 부분을 보상하는 수단, 및 스위칭 주파수에서 180 도 위상 지연을 얻는 수단을 구비함으로써, 상기 스위칭 주파수에서 제어된 발진에 대한 조건을 달성한다. 제어 시스템은 비선형성을 억제하기 위한 고 이득, 광대역 제어 루프를 갖는 자체-발진 기술의 이점들을 조합한다. 이것은 총 고조파 왜곡 및 잡음에 관하여 더 양호하게 수행하는 시스템을 유도한다.
Description
기술 분야
본 발명은 순방향 블록, 순방향 블록으로부터의 출력을 증폭하는 스위칭단, 및 스위칭단으로부터의 출력 신호를 로우 패스 필터링하는 출력 필터를 포함하는 순방향 경로, 로우 패스 필터링된 출력 신호에 접속되어 피드백 신호를 생성하는 글로벌 피드백 블록을 포함하는 글로벌 피드백 블록, 피드백 신호를 입력 신호로부터 감산하여, 그 결과를 순방향 경로에 공급하는 수단을 구비하는 펄스 변조 변환기에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 DC-AC (예를 들어, 오디오 증폭), DC-DC 또는 AC-AC 변환 시스템 또는 변조기 시스템을 포함하는 상기 언급한 시스템의 임의의 조합과 같은 스위칭 전력 변환 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 임의의 시스템, 특히 고효율 오디오 증폭 또는 라인 드라이버와 같은 정밀한 DC-AC 변환 시스템에서 개선된 전력 변환을 위해 바람직하게 사용될 수도 있다.
기술적 배경
펄스 폭 변조기는 임의의 전력 변환 시스템의 주요 소자이다. 대부분의 스위칭 전력 변환기는 도메인 (DC 또는 AC) 사이의 효율적인 변환을 제어하는 것을 의미하는 펄스 폭 변조 (PWM) 에 기초한다.
통상의 전력 변환기는 PWM 변조기, 스위칭 전력 변환단, 필터 및 제어 시스템을 포함할 수도 있다. 이러한 유형의 종래 시스템이 미국 특허 제 4724396 호와 AES의 저널 (1983년 11월. p. 842-853) 에 Mr. Attwood에 의해 개시되어 있다. 그러나, PWM은 주로 캐리어 생성의 구현에 의한, 당업계에 널리 공지되어 있는 결점의 범위를 갖는다. 이것은 시스템 대역폭을 제한하고 설계를 복잡하게 한다. 또한, 안정하고 견고한 제어 시스템의 설계를 구현하기가 어려워진다.
이들 결점을 극복하기 위해, 비-히스테리시스 자체-발진 (non-hysteresis self-oscillating) 변조기 (COM) 를 출원인의 국제 특허 출원 WO98/19391 호에 도입하였고 이는 도 1에 도시되어 있다. 이러한 자체-발진 변조기는 상기 문헌에 상세히 개시되어 있는 이점의 범위에 대하여 캐리어 생성기의 필요성을 제거한다. COM은 전력단 (2) 으로부터의 신호를 변환기의 하나 이상의 합산 포인트 (3) 로 피드백하는 제어 루프 (1) 에서 2개의 고주파수 폴에 의해 구현된다. 따라서, 이러한 로컬 피드백 루프 (1) 는 높은 이득 및 높은 대역폭을 갖는다.
이러한 설계가 갖는 문제점은 스위칭 전력 변환기의 출력 필터가 부하 변환에 더욱 민감하게 되어서 동적으로 불안정한 시스템을 생성한다는 것이다. 출력 필터 부하의 높은 민감도로 인해, 시스템은 큰 부하-스텝이 발생할 때, 예를 들어, 부하가 제거될 때 불안정하게 된다. 이 때문에 낮은 임피던스 부하 상황에서 출력 필터의 댐핑을 얻기 위해, 예를 들어, 조벨 (Zobel) 네트워크가 사용될 필요가 있다.
멀티 루프 시스템의 경우에, 글로벌 루프는 스위칭 전력 변환기에서 출력 필터 (5) 의 출력을 피드백하는 루프 (4) 로서 정의된다. 이러한 글로벌 루프는 이중 발진을 피하기 위해 루프 이득 및 대역폭을 개방할 때 제한된다. 제한된 피드백 이득은 스위칭 전력 변환기의 출력 필터 (5) 로 하여금 필터 비선형성을 작게 보상함으로써, 전체 시스템 성능을 절충시킨다.
또한, 로컬 루프에서 구현된 변조기를 갖는 멀티 루프 시스템의 구조는 정확한 개방 글로벌 루프 특성을 얻기 위해 다수의 폴 및 제로를 포함하는 고차 (high order) 시스템으로 인해 복잡해질 수 있다.
발명의 목적
따라서, 본 발명의 제 1 목적은 종래 기술에서의 왜곡에 관한 근본적인 문제점을 극복하는 스위칭 전력 변환 시스템에 우수한 변조 기술을 제공하여, 스위칭 전력 변환기의 총 고조파 왜곡을 낮추는 것이다.
본 발명의 제 2 목적은 더욱 안정하고 견고한 제어 및 변조기 시스템을 제공함으로써, 부하 불변 스위칭 전력 변환기를 얻는 것이다.
본 발명의 제 3 목적은 복잡하지 않은 시스템을 제공함으로써, 비용을 낮추는 것이다.
본 발명의 제 4 목적은 예를 들어, 조벨 네트워크에 의해 출력 필터 제어에 대한 필요성을 감소시키는 것이다.
발명의 요약
이들 및 다른 목적은 도입부에 언급한 종류의 변환기에 의해 달성되고, 여기서, 순방향 블록 및/또는 글로벌 피드백 블록은 적어도 상기 출력 필터의 위상 지연 (lag) 의 부분을 보상하는 수단, 및 스위칭 주파수에서 180 도 위상 지연을 얻는 수단을 구비하여, 상기 스위칭 주파수에서의 제어된 발진에 대한 조건이 충족된다. 이러한 신규한 제어 개념을 글로벌 루프 제어 발진 변조기 (GCOM) 라 칭한다.
본 발명에 따르면, 자체 발진 변조기는 하나 이상의 피드백 루프를 포함할 수 있는 제어 시스템 구조의 (변환기의 글로벌 피드백 경로 및 순방향 경로를 포함하는) 글로벌 루프에서 비-히스테리스 수단에 의해 실현된다. 변환기는 적어도 출력 필터의 위상 지연의 부분을 보상하여, 출력 필터 및 보상 수단으로부터의 개방 글로벌 루프 위상 지연에 대한 기여도는 180 도 보다 작다. 이러한 위상 지연과는 별개로, 추가의 위상 지연이 스위칭 주파수에서 구현되고, 이러한 조합은 자체 발진 조건을 발생시킨다. 변조기 발진 신호는 순방향 경로에서 PWM 생성을 위한 수단을 제공한다.
시스템은 저렴하게 시스템을 합성하는 모든 구현의 형태일 수 있다.
본 발명에 따르면, 글로벌 루프는 매우 높은 개방-루프 이득 대역폭 레벨을 갖는다. 따라서, GCOM 제어 시스템은 비선형성을 억제하기 위해 높은 이득의 광대역 제어 루프와 자체-발진 기술의 이점들을 조합한다. 또한, 이것은 총 고조파 왜곡 및 잡음에 관하여 더 양호하게 수행하는 시스템이 되게 한다.
또한, 부하를 스텝핑 (stepping) 할 때 필터-피킹 (peaking) 의 보상을 제공하여, 부하가 불변인 동적 안정한 시스템을 얻는다. 이것은 스위칭 전력 변환기에 의해 구동되는 부하가 주파수 의존 임피던스를 갖는 경우에 특히 중요하다.
또한, GCOM 제어 시스템은 변환기가 감소되거나 제거된 조벨 네트워크와 동작할 수 있게 한다. 이것은 조벨 구성요소가 이들 구성요소에서의 전력 분산으로 인해 일반적으로 부피가 크고 고가이기 때문에, 더 많은 비용과 에너지 효율적 시스템을 초래한다.
이러한 설계는 발진이 로컬 루프에서 생성되고, 따라서 글로벌 루프가 높은 이득 대역폭을 제공할 수 없는, 종래 COM 기술에 대한 개선점이다.
바람직하게는, 보상 수단은 출력 필터 컷 오프 주파수에서, 또는 적어도 그 부근에서 다수의 제로를 포함할 수 있다. 출력 필터가 N차인 경우에, 적어도 N-1개 제로가 출력 필터 위상 지연의 부분을 캔슬하기 위해 글로벌 루프에 위치될 수 있다.
스위칭 주파수에서 180 도 위상 지연을 얻는 수단은 2개의 고주파수 폴 또는 시간 지연, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 이들 폴 및/또는 시간 지연이 자체 발진을 초래하는 주요 원인이다.
변환기는 스위칭 전력단의 출력으로부터 순방향 경로의 하나 이상의 합산 포인트로의 하나 이상의 로컬 피드백 경로를 더 포함할 수 있다.
로컬 루프가 구현되는 경우에, 보상 수단은 로컬 피드백 경로에 위치된 출력 필터 컷 오프 주파수 근처에서 다수의 폴을 포함할 수도 있다. 이들 폴은 글로벌 루프에 위치된 제로와 동일한 효과를 갖는다.
또한, 변환기는 출력 필터의 출력과 순방향 블록에 선행하는 합산 포인트에 접속되는 하나 이상의 추가 글로벌 피드백 경로를 포함할 수도 있다. 이것은 추가 글로벌 제어 루프를 생성하여, 시스템 성능, 예를 들어, 비선형성의 억제를 더 개선시킨다.
GCOM 변환기는 스위칭 전력 증폭기와 같은 스위칭 전력 변환기에서 구현될 수 있다. 증폭기는 종래 기술의 시스템으로부터 알 수 있는 것 보다 다수회 양호한 THD+n에 관한 성능을 가짐으로써, 오디오 전력 변환기에 대해 제어 시스템을 매우 적합하게 한다.
본 발명에 따른 GCOM 변환기는 오디오 증폭 및 모터 또는 전기-동적 트랜스듀서 구동 애플리케이션과 같은 모든 형태의 정밀한 DC-AC 변환 애플리케이션에서 매우 적합하다. 또한, GCOM 변환기는 예를 들어, 오디오 사용 또는 라인 송신을 위한 라인 드라이버용의 전력 증폭기와 같은 정밀한 전압 또는 전류 제어된 DC-AC 변환에 바람직하게 사용될 수 있다.
도면의 간단한 설명
본 발명의 이들 및 다른 양태를 본 발명의 바람직한 실시형태를 도시하는 첨부한 도면을 참조하여 이하 설명한다.
도 1은 로컬 제어 루프에서 구현된 비-히스테리시스 변조기를 갖는 종래 기술의 멀티-루프 시스템을 도시한다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 시스템을 도시한다.
도 3은 도 2에 따른 시스템의 일례의 위상 특성을 도시한다.
도 4는 종래 기술의 시스템 및 도 2에 따른 시스템의 개방 글로벌 루프 진폭 특성을 도시한다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 시스템을 도시한다.
도 6은 도 5에 따른 시스템의 일례의 위상 특성을 도시한다.
도 7은 본 발명의 제 3 실시형태에 따른 시스템을 도시한다.
도 8은 도 7에 따른 시스템의 일례의 위상 특성을 도시한다.
도 9는 본 발명의 제 4 실시형태에 따른 시스템을 도시한다.
바람직한 실시형태의 상세한 설명
본 발명의 제 1 바람직한 실시형태에 따른 변조기를 포함하는 전력 변환 시스템을 도 2에 도시하였다. 시스템은 스위칭 전력단 (11), 출력 필터 (12), 및 피드백 신호 (VF) 를 입력 신호 (Vin) 로부터 감산하여 그 결과 (VR) 를 스위칭단 (11) 에 선행하는 순방향 블록 (15) 에 공급하도록 배치된 합산 포인트 (14) 로 출력 필터 (12) 의 출력을 피드백하는 글로벌 피드백 경로 (13) 를 포함한다. 부하 (16) 에는 출력 필터 (12) 로부터의 출력이 제공된다. 단순함을 위해, 2개의 피드백 블록 (18, 19) 을 갖는 글로벌 피드백 경로 (13) 를 도시하였지만, 이들은 당연히 하나의 블록으로서 구현될 수도 있다.
전력단 (11) 은 하나 이상의 하프-브리지, 바람직하게는 단일 단 (single ended) 동작 모드에서 2개의 하프-브리지 또는 단일 하프-브리지를 포함하는 풀-브리지를 포함할 수 있다.
출력 필터 (12) 는 스위칭단 (11) 으로부터의 스위칭 출력을 복조하기 위해 배치되고, 통상적으로 N차의 로우 패스 필터이다.
본 발명의 이 실시형태에 따르면, 피드백 블록 (18) 은 필터 컷-오프 주파수 (fcut-off) 근처에 위치한 적어도 N-1개의 제로를 포함하는 전달 함수 (G(s)) 를 갖고, 여기서, N ∈ [1;∞] 이고, N은 출력 필터 (12) 의 차수이다. 이들 제로는 적어도 출력 필터 위상 지연의 부분을 보상하도록 동작하여서, 대부분의 개방 글로벌 루프 주파수 특성은 N-(N-1) = 1 차 로우 패스 작용을 갖는다.
또한, 피드백 블록 (19) 은 종래 기술에서 언급한 COM 폴과 유사한 함수를 갖는 2개의 고주파수 COM 폴을 포함하는 전달 함수를 갖는다. 이들 폴이 180 도의 스위칭 주파수에서 추가 위상 지연을 초래함으로써, 자체 발진을 제공한다. 발진은 펄스 폭 변조 수단으로서 사용되는 스위칭 전력 변환기의 순방향 블록 (15) 에서 발생할 수 있다. 종합하여, 비-히스테리시스 변조기가 스위칭 전력 변환기의 (글로벌 피드백 경로 (13) 및 순방향 경로 (15, 11, 12)) 를 포함하는) 글로벌 루프를 사용하여 구현된다.
COM 폴 중의 하나 또는 모두가 순방향 블록에 위치될 수도 있다. 원칙적으로, 피드백 블록 (19) 은 단위 이득으로 감소 (즉, 제거) 될 수도 있다.
글로벌 피드백 경로 (13) 는 참조로 본 명세서에 통합되는 WO 98/19391 호에 설명되어 있는 바와 같이 전압 제어될 수 있거나 WO 02/25357 호에 설명되어 있는 바와 같이 전류 제어될 수 있다.
자체 발진을 초래하는 고주파수 폴은 바람직한 경우에 동등한 시간 지연일 수도 있다. 또한, 시간 지연과 폴의 조합이 바람직할 수도 있다.
도 2의 블록도의 예에 따르면, 출력 필터는 2 차이고, 피드백 블록 (18) 은 출력 필터 폴 주파수에 바람직하게 위치된 하나의 제로를 포함하고, 2개의 고주파수 폴이 본 명세서에서 "변조기 제어"로 칭하는 피드백 블록 (19) 에서 구현된다. 이 시스템의 위상 특성을 도 3에 도시하였다. 커브 (21) 는 180 도의 고주파수 위상 지연을 갖는 출력 필터 (12) 를 나타낸다. 커브 (22) 는 피드백 블록 (18) 의 전달 함수 (G(s)) 를 나타내고, 90 도의 양 (positive) 위상 지연을 갖는다. 다시 말해, 블록 (18) 은 필터 폴 중의 하나를 보상하여, 90 도의 고주파수 위상 지연을 갖는 글로벌 오픈 루프 시스템을 생성한다. 이러한 시스템에, 커브 (23) 에 의해 도면에 도시된 변조기 제어 (19) 의 2개의 고주파수 COM 폴이 추가된다. 총 글로벌 개방 루프 시스템이 커브 (24) 로 표현된다.
도 3의 시스템의 구현은 대략 300kHz에서 발진을 생성하고, 여기서, 개방 글로벌 루프는 180 도의 위상 지연을 갖고 개방 글로벌 루프 진폭은 0 dB 이상이다. 스위칭 주파수 (fsw) 라 칭하는 이러한 발진 주파수는 글로벌 루프에서의 고주파수 COM 폴의 컷-오프 주파수와 동일하다. 자체 발진은 PWM 수단으로서 스위칭 전력 변환기의 순방향 경로에서 사용될 수 있다.
제어 시스템은 루프 형상에 따라 -3dB 이득에서 100-200kHz 대역폭을 갖는 작은 신호 폐쇄 루프 주파수 특성을 가질 수 있다.
또한, 종래 기술의 시스템과 비교하여, 본 발명에 따른 시스템은 더 넓은 대역폭 이득을 갖는다. 도 4는 종래의 구현 (커브 7) 과 비교하여 전술한 (커브 6) 예시적인 시스템의 글로벌 개방 루프 진폭 특성을 도시한다.
추가의 폴이 피드백 블록 (18) 에 삽입될 수 있다. 바람직하게는, 이 폴은 상기 언급한 피드백 블록 (18) 의 제로 보다 높은 주파수에 위치된다. 이러한 폴은 글로벌 피드백 블록 (18, 19) 의 이득 대역폭 요구를 감소시키고, 피드백 블록 (18, 19) 에 포함된 연산 증폭기에 대한 필요한 슬루레이트 (slewrate) 및 이득 대역폭 레이팅 (rating) 을 감소시킨다.
제 2 실시형태를 도 5에 도시하였고, 여기서, 유사한 소자에는 도 2와 동일한 참조 번호를 제공하였다. 이 실시형태에 따르면, 피드백 블록 (18) 이 제거되었고, 대신에, 추가의 순방향 블록 (20) 이 순방향 경로에 삽입되었다. 이 순방향 블록 (20) 은 적어도 N-1개의 제로를 포함하는 전달 함수 (F(s)) 를 갖고, 따라서, 요구되는 출력 필터 폴 캔설레이션 (cancellation) 을 달성한다. 다시, 제로는 바람직하게는 출력 필터 폴 주파수에 위치된다.
물론, 피드백 블록 (18) 과 순방향 블록 (20) 의 조합이 각각 다수의 제로를 가지고 또한 가능하다.
도 6은 N=2를 갖는 도 5의 시스템의 일례의 위상 특성을 도시한다. 도 5로부터 명백한 바와 같이, F(s) 의 위상 특성 (커브 26) 은 도 3의 G(s) 커브의 위상 특성과 유사하고, 따라서, 출력 필터 폴 (커브 27) 중의 하나를 다시 보상하고, 피드백 블록 (커브 28) 과 함께 스위칭 주파수에서 180 도의 글로벌 개방 루프 (커브 29) 위상 지연을 형성한다.
도 2에 도시한 시스템에서와 같이, 추가의 폴이 순방향 블록 (20) 에 삽입될 수 있다. 이러한 폴은 바람직하게는 출력 필터 폴 주파수 보다 높은 주파수에 위치되어, 스위칭 전력 변환기의 순방향 경로의 이득 요구를 제한하고 순방향 경로에 포함된 연산 증폭기에 대한 필요한 슬루레이트 및 이득 대역폭 레이팅을 감소시킨다.
본 발명의 제 3 바람직한 실시형태를 도 7에 도시하였고, 유사한 소자에는 도 2와 동일한 번호를 제공하였다. 글로벌 경로 (13) 이외에, 도 7의 시스템은 스위칭 전력단 (11) 의 출력에 접속되는 피드백 블록 (31) 를 갖는 로컬 피드백 경로 (30) 를 포함한다. 로컬 피드백 신호 (VFL) 는 도 2의 순방향 블록 (15) 을 2개의 블록 (33 및 34) 으로 분할하는 제 2 합산 포인트 (32) 에 접속된다.
이 실시형태에 따르면, 출력 필터 폴/폴들 캔설레이션이 출력 필터 컷-오프 주파수 (fcut -off) 에 바람직하게 위치되는 적어도 N-1개의 폴을 포함하는 로컬 피드백 블록 (31) 을 제공함으로써 얻어지고, 여기서, N은 출력 필터 (12) 의 차수이다.
로컬 폐쇄 루프 전달 함수는,
와 같이 설명될 수 있고, 여기서, B(s) 는 로컬 순방향 블록 (33) 의 전달 함수이고, L(s) 는 로컬 루프 피드백 블록 (31) 의 전달 함수이다.
다시 말해, 로컬 피드백 블록 (31) 에서의 폴은 글로벌 개방 루프 시스템에서 제로의 효과를 갖고, 따라서, 출력 필터 (12) 에서의 폴을 보상하도록 동작한다.
도 7의 블록도의 특정한 구현의 위상 특성을 도 8에 도시하였다. 이 예에서, 시스템은 180 도의 고주파수 위상 지연 (커브 41) 을 생성하는 제 2 차 출력 필터 (12; N=2) 를 포함한다. 로컬 피드백 블록 (31) 은 필터 컷-오프 주파수 (fcut-off; 커브 42) 에서 하나의 폴을 포함하고, 로컬 루프가 폐쇄될 때, 이 폴은 개방 글로벌 루프 시스템에 대해 90 도의 양 위상 지연 (커브 43) 의 효과를 갖는다. 변조기 제어 위상 지연이 글로벌 피드백 블록 (19) 에서 2개의 고주파수 폴로서 다시 구현되고, 그것의 위상 특성 (커브 44) 은 도 3에서와 동일하다. 전체적으로, 글로벌 개방 루프 시스템은 커브 45에 의해 표현된다.
도 8에 도시한 바와 같은 시스템의 구현은 대략 300kHz에서 발진을 생성하고, 여기서, 개방 글로벌 루프는 180 도의 위상 지연을 갖고 개방 글로벌 루프 진폭은 0dB 이상이다. 이러한 자체 발진은 PWM 수단으로서 스위칭 전력 변환기의 순방향 경로에서 사용될 수 있다.
본 발명의 제 4 바람직한 실시형태를 도 9에 도시하였다. 이 도면에서, 도 2의 소자들 모두가 블록 51, 즉, GCOM 제어를 갖는 스위칭 전력 변환기에 포함된다. GCOM 제어 이외에, 도 8의 시스템은 스위칭 전력 변환기의 출력 (즉, 출력 필터로부터의 복조된 출력) 을 전력 변환기 (51) 에 선행하는 하나 이상의 합산 포인트 (53) 로 역으로 공급하는 추가 글로벌 전압 루프 (52) 를 포함한다. 출력 필터 폴 보상이 전술한 바와 같이 글로벌 피드백 루프에서 얻어지고, 추가 글로벌 전압 루프는 바람직하게는 피드백 블록 (54) 에서 적어도 N-1개의 제로를 포함할 수 있다.
또 다른 글로벌 전압 루프 (55) 가 루프 (52) 와 종속접속될 수 있어서, 스위칭 전력 변환기 (51) 의 출력 신호는 스위칭 전력 변환기 (51) 에 선행하는 여러 합산 포인트 (53, 56) 로 피드백된다.
물론, 당업자가 바람직하게 고려한 경우에,추가 루프가 다수의 상이한 방식으로 형성될 수 있다. 스위칭 전력 변환기 (51) 는 임의의 다른 바람직한 실시형태에 나타낸 바와 같이 구현될 수 있다.
당업자는 본 발명의 개념을 벗어나지 않고 전술한 바람직한 실시형태를 변형할 수도 있다는 것이 명백하다. 예를 들어, 추가 폴 및 제로가 위상 특성의 형상을 더 개선시키기 위해 글로벌 및/또는 로컬 루프에 위치될 수도 있다. 이러한 폴 및 제로는 바람직하게는 출력 필터의 컷-오프 주파수 보다 높은 주파수에 위치될 수도 있다.
Claims (9)
- 순방향 블록 (15, 30), 상기 순방향 블록으로부터의 출력을 증폭하는 스위칭단 (11), 및 상기 스위칭단으로부터의 출력 신호를 로우 패스 필터링하는 출력 필터 (12) 를 포함하는 순방향 경로;상기 로우 패스 필터링된 출력 신호에 접속되어, 피드백 신호를 생성하기 위해 글로벌 피드백 블록 (18, 19) 을 포함하는 글로벌 피드백 경로 (13); 및상기 피드백 신호를 입력 신호로부터 감산하여, 그 결과를 상기 순방향 경로에 공급하는 수단 (14) 을 포함하는 펄스 변조 전력 변환기로서,상기 글로벌 피드백 블록 (18, 19) 및/또는 순방향 블록 (15, 20) 은,적어도 상기 출력 필터의 위상 지연의 부분을 보상하는 수단; 및스위칭 주파수에서 180 도 위상 지연을 얻는 수단을 구비함으로써, 상기 스위칭 주파수에서의 제어된 발진에 대한 조건을 달성하는, 펄스 변조 전력 변환기.
- 제 1 항에 있어서,상기 보상 수단은 상기 출력 필터 컷-오프 주파수 근처에 위치된 적어도 N-1개의 제로를 포함하며, 상기 N은 상기 출력 필터의 차수와 동일한, 펄스 변조 전력 변환기.
- 제 2 항에 있어서,상기 보상 수단은 출력 필터 컷-오프 주파수 보다 높은 주파수에 위치된 하나 이상의 제로를 포함하는, 펄스 변조 전력 변환기.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 스위칭 주파수에서 180 도 위상 지연을 얻는 수단은 하나 이상의 고주파수 폴을 포함하는, 펄스 변조 전력 변환기.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 스위칭 주파수에서 180 도 위상 지연을 얻는 수단은 하나 이상의 시간 지연을 포함하는, 펄스 변조 전력 변환기.
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 스위칭 전력단의 출력으로부터 상기 순방향 경로의 하나 이상의 합산 포인트로의 하나 이상의 로컬 피드백 경로 (30) 를 더 포함하며,상기 로컬 피드백 경로 (30) 는 로컬 피드백 블록 (31) 을 포함하는, 펄스 변조 전력 변환기
- 제 6 항에 있어서,상기 보상 수단은 상기 로컬 피드백 블록 (31) 에 위치된 상기 출력 필터 컷-오프 주파수 부근에서 하나 이상의 폴을 포함하는, 펄스 변조 전력 변환기.
- 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 출력 필터 (12) 의 출력 신호 및 상기 순방향 블록 (15) 에 선행하는 합산 포인트 (53, 56) 에 접속되는 하나 이상의 추가적인 글로벌 피드백 경로 (52, 55) 를 더 포함하는, 펄스 변조 전력 변환기.
- AC-DC, DC-AC, DC-DC 또는 이들의 임의의 조합, 특히 오디오 사용 및 송신 라인 드라이버용 DC-AC 변환기와 같은 전력 변환 시스템에서 구현되는 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 변환기.
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