KR20110004854A

KR20110004854A - Ｕｐｓ 주파수 컨버터 및 라인 컨디셔너

Info

Publication number: KR20110004854A
Application number: KR1020107023398A
Authority: KR
Inventors: 피보이나 프라사드; 라제시 고시; 다미르 클리킥
Original assignee: 어메리칸 파워 컨버젼 코포레이션
Priority date: 2008-03-24
Filing date: 2009-03-24
Publication date: 2011-01-14
Also published as: CA2719228A1; JP5889632B2; CN102017376B; AU2009228450A1; US7881079B2; US20090237963A1; WO2009120649A8; AU2009228450B2; BRPI0910049A2; EP2274821A1; WO2009120649A1; RU2498487C2; RU2010143428A; CN102017376A; CA2719228C; JP2011516024A

Abstract

여기에 개시된 시스템 및 방법은 UPS, 주파수 컨버터, 또는 라인 컨디셔너 중 하나 이상에 있어서 컨버터에 대한 입력을 모니터링 및 제어한다. 리플 전압의 적어도 일부로 인한 왜곡은 컨버터로의 입력 전류를 제어하는 제어 신호로부터 제거될 수 있다. 여기에 개시된 시스템 및 방법은 동기화 모드 또는 비동기화 모드의 동작 중에 컨버터 입력 전류로부터 저조파 발진과 전고조파 왜곡 중 하나 이상을 감소 또는 제거시키는 간단하고 효과적인 방식을 제공한다. 컨버터는 정류기와 인버터 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

Description

ＵＰＳ 주파수 컨버터 및 라인 컨디셔너{UPS FREQUENCY CONVERTER AND LINE CONDITIONER}

본 발명의 하나 이상의 실시형태는 통상적으로 컨버터의 제어에 관한 것이고, 특히 무정전 전원 장치, 주파수 컨버터, 및 라인 컨디셔너 중 하나 이상과 관련된 컨버터의 제어에 관한 것이다.

무정전 전원 장치(UPS), 주파수 컨버터, 또는 라인 컨디셔너 중 적어도 일부를 형성하는 컨버터는 다수의 상이한 타입의 전자 장비에 확실하게 전원을 제공하는데 사용된다. 종종 이러한 전자 장비는 컨버터로부터 특정 전압 및/또는 전류를 필요로 한다. 컨버터 입력 전류에 있어서의 원치않는 왜곡은 컨버터 출력을 통과하고 전자 장비에 인가되어 비효율적인 동작, 생산성의 손실을 초래할 수 있고, 전기 컴포넌트의 비용이 많이 드는 수리 또는 교체를 필요로 할 수 있다.

도 1은 부하(140)에 백업 파워뿐만 아니라 조정된 파워를 제공하는 UPS의 일부를 형성하는 통상적인 컨버터(100)의 블록도를 제공한다. 도 1에 도시된 것과 유사한 UPS는 West Kingston, RI의 American Power Conversion(APC) Corporation으로부터 입수 가능하다. 컨버터(100)는 정류기(110), 인버터(120), 제어기(130), 및 배터리(150)를 포함할 수 있다. 컨버터(100)는 라인과 입력 AC 전원의 뉴트럴(neutral)에 각각 연결된 입력부(112 및 114)를 갖고, 부하(140)에 출력 라인과 뉴트럴을 제공하기 위한 출력부(116 및 118)를 갖는다.

라인 모드의 동작에 있어서, 제어기(130)의 제어하에 정류기(110)는 입력 AC 전압을 수신하고, 출력 라인(121 및 122)에서 공통 라인(124)에 정 및 부 출력 DC 전압을 제공한다. 배터리 모드의 동작에 있어서, 입력 AC 전력의 손실시에 정류기(110)는 배터리(150)로부터 DC 전압을 생성한다. 공통 라인(124)은 컨버터(100)를 통해 연속적인 뉴트럴을 제공하기 위해 입력 뉴트럴(114) 및 출력 뉴트럴(118)에 연결될 수 있다. 인버터(120)는 정류기(110)로부터 DC 전압을 수신하고, 라인(116 및 118)에서 출력 AC 전압을 제공한다.

여기에 개시된 시스템 및 방법은 UPS, 주파수 컨버터, 또는 라인 컨디셔너 중 하나 이상에 있어서 컨버터로의 입력을 모니터링 및 제어한다. 효율을 높이기 위해 리플 전압의 적어도 일부로 인한 왜곡은 제어 신호로부터 제거될 수 있다. 또한, 컨버터로의 입력 전류는 제어될 수 있다. 이것은 컨버터 동작을 향상시키고 컨버터 입력으로부터의 고조파 왜곡과 저조파 발진 신호 중 하나 이상을 감소시키거나 제거한다. 본 발명의 하나 이상의 실시형태는 컨버터의 제어 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 리플 전압과 같은 왜곡을 포함하는 전압 신호를 수신하고, 전압 신호와 기준 신호를 비교함으로써 전압 신호의 일부에 의거하여 제어 신호를 결정한다. 제어 신호는 리플 전압과 관련된 왜곡을 포함할 수 있다. 상기 방법은 제어 신호로부터 리플 전압의 적어도 일부를 필터링함으로써 제어 신호보다 적은 왜곡을 가진 평균 제어 신호를 생성한다. 상기 방법은 평균 제어 신호의 적어도 일부에 의거하여 기준 전류값을 생성하고, 기준 전류값을 향하여 컨버터의 입력 전류를 드라이빙(driving)한다.

본 발명의 하나 이상의 실시형태는 컨버터의 제어 시스템에 관한 것이다. 상기 시스템은 컨버터와 결합되고, 필터를 포함하는 제어 모듈을 포함한다. 필터는 리플 전압과 관련된 왜곡을 가진 제어 신호를 수신하도록 되고, 필터는 리플 전압이 실질적으로 없는 평균 제어 신호를 생성하도록 된다. 제어 모듈은 평균 제어 신호의 적어도 일부에 의거하여 기준 전류값을 생성하도록 되고, 또한 제어 모듈은 기준 전류값을 향하여 컨버터의 입력 전류를 드라이빙하도록 된다.

본 발명의 하나 이상의 실시형태는 무정전 전원 장치의 제어 시스템에 관한 것이다. 상기 시스템은 왜곡이 실질적으로 없는 평균 제어 신호를 생성하기 위해 리플 전압과 관련된 왜곡을 가진 제어 신호의 필터링 수단을 포함한다. 제어 모듈은 무정전 전원 장치와 결합되고, 제어 모듈은 평균 제어 신호의 적어도 일부에 의거하여 기준 전류값을 생성하도록 된다. 또한, 제어 모듈은 기준값을 향하여 무정전 전원 장치의 입력 전류를 드라이빙하도록 된다.

본 발명의 하나 이상의 실시형태는 리플 전압을 포함하는 전압 신호를 수신하도록 프로세서가 컨버터를 제어하게 하는 명령을 포함하는 명령의 시퀀스가 기억된 컴퓨터 판독 가능 매체에 관한 것이다. 상기 명령은 전압 신호와 기준 신호를 비교함으로써 전압 신호의 일부에 의거하여 제어 신호를 결정하도록 프로세서가 컨버터를 제어하게 하고, 제어 신호는 리플 전압에 관한 왜곡을 포함한다. 상기 명령은 제어 신호로부터 리플 전압의 적어도 일부를 필터링함으로써 평균 제어 신호를 생성하도록, 그리고 평균 제어 신호의 적어도 일부에 의거하여 기준 전류값을 생성하도록 프로세서가 컨버터를 제어하게 한다. 상기 명령은 기준 전류값을 향하여 컨버터의 입력 전류를 드라이빙하도록, 그리고 무정전 전원 장치, 주파수 컨버터, 및 라인 컨디셔너 중 하나 이상과 결합된 정류기에 입력 전류를 인가하도록 프로세서가 컨버터를 제어하게 한다.

상기 다양한 실시형태는 컨버터의 입력 전류에 대한 역률 보정의 제공 또는 평균 제어 신호의 위상의 시프팅을 포함할 수 있다. 하나 이상의 실시형태는 컨버터로부터 부하로의 출력 전류의 제공을 포함할 수 있다. 다양한 실시형태에 있어서, 컨버터로부터 부하로의 출력 전류는 컨버터의 입력 전류와 동기화 또는 비동기화된 주파수를 가질 수 있다. 실시형태에 있어서, 리플 전압은 전압 신호로부터 필터링될 수 있고, 전압 신호는 기준 전압값을 향하여 드라이빙될 수 있다. 일실시형태는 평균 제어 신호를 생성하기 위해 전압 신호 기간의 복수의 타임 인스턴스에서 제어 신호의 샘플링을 포함한다. 다양한 실시형태에 있어서, 정류기 및 인버터 중 하나 이상은 컨버터와 결합될 수 있고, 필터는 컨버터 입력 전류로부터 저조파 발진 신호, 전고조파 왜곡 신호 중 적어도 일부 또는 모두를 제거하도록 될 수 있다. 일실시형태에 있어서, 지상-진상 보상기는 평균 제어 신호의 위상을 조정한다. 다양한 실시형태에 있어서, 펄스폭 변조 제어 신호 듀티 사이클의 조정은 기준 전류값을 향하여 컨버터의 입력 전류를 드라이빙한다.

이러한 목적은 본 발명의 청구항 1과 다른 모든 독립항에 의한 방법 및 시스템에 의해 달성된다. 더 상세한 설명은 나머지 종속항에서 발견될 수 있다. 여기에 개시된 시스템 및 방법의 실시형태와 장점은 예시만의 방법에 의해 본 발명의 원리를 도시한 첨부 도면과 관련된 이하의 상세한 설명으로부터 명확하게 될 것이다.

첨부 도면은 비례적으로 도시되지 않았다. 도면에 있어서, 여러 도면에서 각각의 동일 또는 유사한 컴포넌트는 유사한 번호로 표시된다. 명확함을 위해 모든 컴포넌트가 모든 도면에서 라벨링되지 않을 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 의한 컨버터를 나타낸 기능 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태에 의한 컨버터 제어 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시형태에 의한 컨버터 입력 전류의 저조파 발진을 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시형태에 의한 컨버터 입력 전류의 전고조파 왜곡을 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시형태에 의한 이동 평균 필터의 이득 특성을 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시형태에 의한 컨버터의 제어를 나타낸 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일실시형태에 의한 이동 평균 필터에 의한 신호 필트레이션(signal filtration)을 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일실시형태에 의한 컨버터의 동작을 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명의 실시형태에 의한 컨버터 제어 방법을 나타낸 순서도이다.

본 발명은 이하의 설명에 인용되거나 도면에 도시된 바와 같은 상세한 구성 및 컴포넌트의 배치에 그 적용이 한정되지 않는다. 본 발명은 다른 실시형태로 실시되거나 다양한 방식으로 수행될 수 있다. 또한, 여기에 사용된 어법 및 용어는 설명을 위한 것이고 한정으로 여겨지지 않아야 한다. 여기에서 "포함하다", "구성되다" 또는 "가지다", "내포하다", "수반하다" 및 그 변형의 사용은 이후에 나열된 아이템 및 그 동등물뿐만 아니라 추가적인 아이템을 포괄하는 것을 의미한다.

본 발명의 하나 이상의 실시형태는 예컨대 도 1의 컨버터에 있어서 컨버터의 향상된 제어를 제공한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 도 1의 컨버터로 한정되지 않고, 통상적으로 다른 컨버터, 전원 공급기, 주파수 컨버터, 라인 컨디셔너, 또는 다른 시스템과 함께 사용될 수 있다.

예시를 목적으로한 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명은 컨버터의 제어를 위한 시스템과 방법으로 실시될 수 있다. 이러한 시스템 및 방법은 감소된 왜곡을 가진 기준 전류값을 향하여 컨버터의 입력 전류를 드라이빙할 수 있다. 여기에 개시된 시스템 및 방법의 실시형태는 저조파 발진, 고조파 왜곡 또는 이 두가지 모두를 필터링할 수 있게 한다.

도 2는 본 발명의 실시형태에 의한 컨버터 제어를 위한 시스템(200)을 나타낸 블록도이다. 시스템(200)은 통상적으로 하나 이상의 컨버터(205)를 포함한다. 컨버터(205)는 교류(AC) 신호를 직류(DC) 신호로 변환하거나 DC 신호를 AC 신호로 변환하기 위한 회로를 포함할 수 있다. 일실시형태에 있어서, 컨버터(205)는 AC 신호를 DC 신호로 변환하고 DC 신호를 AC 신호로 변환하기 위한 회로를 포함한다. 컨버터(205)는 무정전 전원 장치, 주파수 컨버터, 또는 라인 컨디셔너를 포함할 수 있다. 예컨대 일실시형태에 있어서, 컨버터(205)는 다양한 부하로의 전력의 연속적이거나 거의 연속적인 공급을 유지하는 무정전 전원 장치(UPS)를 포함할 수 있다. 이 UPS는 온-라인 또는 오프-라인 버라이어티(variety)가 될 수 있다. 일실시형태에 있어서, 컨버터(205)는 IEEE-519 및 IEC 61000-3-2 산업 표준에 인용된 바와 같은 고조파 표준에 따를 수 있다.

컨버터(205)는 하나 이상의 정류기(210)를 포함할 수 있다. 정류기(210)는 통상적으로 AC 신호를 DC 신호로 변환하는 회로를 포함한다. 일실시형태에 있어서, 정류기(210)는 역률 보정(PFC) 정류기를 포함한다. PFC 정류기는 통상적으로 시스템(200)을 통해 소멸되는 무효 전력 손실로 인한 전력 손실을 감소시키기 위해 정류기(210)의 역률을 조정하고, 예컨대 비선형 부하가 있는 경우에 입력 전류가 정류기(210)내의 고조파 왜곡로서 나타날 수 있다. 단위 역률은 이상적이고, 최소 손실 시스템을 나타내며, 정류기(210)가 PFC 정류기를 포함하는 일실시형태에서의 시스템(200)은 예컨대 적어도 0.90과 같은 1.0에 근접한 역률을 유지할 수 있다. 정류기(210)는 여러 실시형태에 있어서 반파 또는 전파 정류를 제공할 수 있다.

일실시형태에 있어서, 컨버터(205)의 정류기(210)는 하나 이상의 인버터(215)로 전압(V_DC) 및/또는 전류(I_DC)를 출력할 수 있다. 다른 실시형태에 있어서, 정류기(210)는 하나 이상의 부하(220)로 V_DC 또는 I_DC를 출력할 수 있다. 일실시형태에서의 인버터(215)는 컨버터(205)의 일부로서 포함될 수 있다. 인버터(215)가 존재하는 일실시형태에 있어서, 인버터(215)는 정류기(210)로부터 DC 전압(VDC)를 수신하고, 컴퓨터 부하 또는 다른 전자 장비 등의 비선형 부하를 포함할 수 있는 부하(220)로 AC 출력 신호를 제공할 수 있다. 다양한 실시형태에 있어서, 인버터(215)는 3상 인버터 또는 단상 인버터를 포함할 수 있다. 일실시형태에 있어서, 인버터(215)는 전체 내용이 여기에 참조로서 포함되고, 양도인 Nelson이 본 출원의 양수인에게 양도한 미국 특허 6,838,925 및 7,126,409에 기재된 바와 같은 인버터를 포함할 수 있다.

부하(220)는 선형 또는 비선형 부하를 포함할 수 있다. 예컨대, 부하(220)는 컴퓨터, 서버, 통신 장비, 데이터 저장 장비, 플러그-인 모듈, 또는 입력 전원을 필요로 하는 다른 전자 장비나 장치를 포함할 수 있다. 부하(220)는 DC 부하 또는 AC 부하 중 하나를 포함할 수 있고, 여러 실시형태에 있어서 부하(220)는 정류기(210)와 인버터(215) 중 하나 이상의 입력으로서 전압 출력을 수신할 수 있다. 시스템(200)은 인버터(215)가 존재하고, 부하(220)에 출력을 공급하는 실시형태를 묘사한다. 일실시형태에 있어서, 시스템(200)은 인버터(215)를 포함하지 않을 수 있다. 예컨대, 컨버터(205)는 주파수 컨버터를 포함할 수 있고, 정류기(210) 출력은 부하(220)에 대한 입력으로서 인가될 수 있다.

일실시형태에 있어서, 컨버터(205)는 무정전 전원 장치, 주파수 컨버터, 또는 AC 라인 컨디셔너 등의 더블 컨버젼 AC-DC-AC 파워 컨버터 시스템의 일부를 형성한다. 이러한 더블 컨버젼 시스템은 동기화 또는 비동기화 모드의 동작에서 동작할 수 있다. 동기화 동작 중에 컨버터(205) 출력 전류는 통상적으로 컨버터(205) 입력 전류의 주파수와 동기화된 주파수를 갖는다. 비동기화 동작 중에 컨버터(205) 출력은 통상적으로 컨버터(205) 입력 전류의 주파수와 비동기화된 주파수를 갖는다. 일실시형태에 있어서, 출력 주파수는 입력 주파수와 상이할 수 있다. 동기화 또는 비동기화 동작하에서 AC-DC-AC 더블 컨버젼 시스템에 있어서의 정류기(210)의 입력 전류에 있어서의 왜곡은 전고조파 왜곡(THD) 및 낮은 입력 역률(lower input power factor)을 야기할 수 있다.

더블 컨버젼 시스템의 일실시형태에 있어서, 컨버터(205)는 정류기(210)와 인버터(215)를 포함하고, 정류기(210)는 PFC 전단 정류기(front end rectifier)를 포함할 수 있다. 통상적으로 정류기(210) 입력 전류는 동기화 및 비동기화 모드의 동작하에서 왜곡될 수 있다. 예컨대, 정류기(210)가 도 1의 메인 라인(112 및 114)으로부터 변동하는 전류를 드로잉(drawing)할 수 있기 때문에 비동기화 모드의 동작에 있어서의 AC-DC-AC 더블 컨버젼 시스템의 동작은 정류기(210)로의 입력 전류에 저조파 발진을 인트로듀싱(introducing)할 수 있다.

도 3은 실시형태에 의한 컨버터 입력 전류의 저조파 발진을 나타낸 그래프이다. 도 3의 실시형태에 도시된 바와 같이, 정류기(210)의 DC 버스 전압(V_DC)에 있어서의 리플 전압(V_DC(Ripple))은 저조파 발진을 야기하여 정류기(210) 입력 전류(I_IN)를 왜곡시킨다. 예컨대 정류기(210) 입력 전류가 정류기(210)의 출력 주파수보다 적은 주파수로 컴포넌트를 통과하는 경우에 도 3에 도시된 바와 같은 저조파 발진이 발생할 수 있다. 이것은 정류기(210)의 인덕터와 서플라이 트랜스포머에서 자속 포화를 야기할 수 있다. 저조파 발진은 시스템(200)내의 공통 접속점(point of common coupling, PCC)에서 전압 파형 왜곡을 야기할 수도 있고, 원치 않는 시작적으로 감지 가능한 광 플리커링(light flickering)을 야기할 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시형태에 의한 컨버터 입력 전류의 전고조파 왜곡을 나타낸 그래프이다. 다양한 실시형태에 있어서, 고조파 왜곡은 컨버터(205)가 동기화 또는 비동기화 모드의 동작하에서 동작하는 경우에 발생할 수 있다. 컨버터(205) 입력 전류(I_IN), 즉 정류기(210) 입력 전류에 있어서의 왜곡은 I_IN THD 레벨 및 감소된 입력 역률을 증가시킬 수 있다.

도 2를 참조하면 일실시형태에 있어서, 여기에 개시된 시스템 및 방법은 동기화 및 비동기화 모드의 동작하에서 컨버터(205)로의 입력 특성의 디지털 제어를 포함한다. 예컨대, 여기에 기재된 제어 시스템 및 방법은 AC-DC-AC 더블 컨버젼 시스템의 컨버터(205)가 비동기화 모드에서 동작하는 경우에 저조파 발진을 제거할 수 있고, 동기화 및 비동기화 모드의 동작 중에 AC-DC-AC 더블 컨버젼 시스템의 입력 전류 전고조파 왜곡을 감소시킬 수 있다.

도 2의 시스템(200)을 참조하면 컨버터(205)의 특성은 하나 이상의 제어 모듈(225)에 의해 제어될 수 있다. 제어 모듈(225)은 통상적으로 컨버터(205) 동작을 제어하고, 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다. 예컨대, 제어 모듈(225)은 정류기(210)의 입력 전류(I_IN)와 전압(V_DC) 중 하나 이상을 제어할 수 있다. 예컨대, 정류기(210)는 하나 이상의 버스를 따라 I_DC와 V_DC 중 하나 이상을 공급할 수 있고, 인버터(215)는 부하(220)에 전압(V_OUT)과 전류(I_OUT) 중 하나 이상을 공급할 수 있다. 본 예의 다양한 실시형태에 있어서, 인버터(215)의 출력 전압(즉, V_OUT)의 주파수는 정류기(210) 입력 전압의 주파수와 동일하거나 상이할 수 있다. 계속해서, 제어 모듈(225)은 예컨대 부하(220) 전력 요구의 적어도 일부에 의거하여 정류기(210) 입력 전류를 조정함으로써 DC 버스 전압(V_DC)을 기준 전압(V_DC ^*)으로 유지하기 위해 정류기(210)의 입력 전류(I_IN)를 조정할 수 있다.

일실시형태에 있어서, 제어 모듈(225)은 하나 이상의 전압 조정기(230)를 포함한다. 전압 조정기(230)는 통상적으로 일정한 출력 전압 레벨을 유지하고, 예컨대 모든 비례(P)형, 비례-적분(PI)형, 또는 비례-적분-미분(PID)형 전압 조정기를 포함할 수 있다. 일실시형태에 있어서, 전압 조정기(230)의 출력은 하나 이상의 이동 평균 필터(235) 등의 하나 이상의 필터에 입력될 수 있다. 이동 평균 필터(235)는 통상적으로 출력 신호에 각 포인트를 생성하기 위해 입력 신호로부터 다수의 샘플링 포인트를 에버리징(averaging)함으로써 동작한다. 이동 평균 필터(235)는 전압 조정기(230)의 출력을 필터링할 수 있고, 다양한 실시형태에 있어서, 이동 평균 필터(235)는 정류기(210) 전압 루프 안정성에 대한 영향을 최소화하기 위해 낮은 시정수를 가진 1차 시스템을 포함할 수 있다. 일실시형태에 있어서, 이동 평균 필터는 유한 임펄스 응답(FIR) 필터를 포함한다.

도 2에 도시되진 않았지만 제어 모듈(225) 출력은 컨버터(205) 입력으로서 수신될 수 있다는 것을 인식해야 한다. 예컨대, 제어 모듈(225) 기준 전류(I_IN ^*)는 정류기(210)에서 컨버터(205) 입력에 인가될 수 있다. 일실시형태에 있어서, 제어 모듈(225)은 제어 모듈(225) 기준 전류(I_IN ^*)값을 향하여 컨버터(205) 입력 전류(I_IN)를 드라이빙한다. 일실시형태에 있어서, 컨버터(205)는 제어 모듈(225)을 포함한다. 예컨대, 제어 모듈(225)은 컨버터(205)에 통합되거나 그 일부가 될 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시형태에 의한 이동 평균 필터(235)의 이득 특성을 나타낸 그래프이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 이동 평균 필터(235)는 주파수(f_W)와 그 배수에서 제로 이득을 제공하고, DC 신호에서 단위 이득을 제공할 수 있다. 예컨대, 이동 평균 필터(235) 입력이 DC 신호이면 감쇠없이 출력으로 통과할 것이다. 일실시형태에 있어서, 이동 평균 필터(235) 입력이 60㎐ 신호이고, 타임 윈도우(time window)(T_W)=1/f_W(즉, 본 예에서 1/60㎐)이면 이동 평균 필터(235) 출력은 0이 될 수 있다. 이동 평균 필터(235) 출력은 입력 주파수의 배수(2f_W, 3f_W 등)(즉, 120㎐, 180㎐, 240㎐ 등)에서 0이 될 수도 있다. 일실시형태에 있어서, 이동 평균 필터(235) 입력 신호 주파수는 T_W=1/60㎐에서 50㎐가 될 수 있다. 본 예에 있어서, 이득은 0과 1 사이가 될 수 있다. 본 예의 일실시형태에 있어서, 이득은 0.25 이하가 될 수 있다.

도 2를 더 참조하면 시스템(200)은 일실시형태에 있어서 이동 평균 필터(235)에 의해 인트로듀싱될 수 있는 위상 지연을 조정할 수 있는 하나 이상의 지상 진상 보상기(240)를 포함할 수도 있다. 예컨대, 이동 평균 필터(235)는 전압 루프의 제로-크로스오버 주파수에서 또는 그 주변에서 위상 지연을 인트로듀싱할 수 있다. 본 실시형태에 있어서, 지상 진상 보상기(240)는 주파수 응답에 있어서의 이 지연을 조정하기 위해 이동 평균 필터(235)와 직렬로 접속될 수 있다.

예컨대, 식 (1)에 관하여 일실시형태에서 이동 평균 필터(235)는 1차 로우패스 필터를 포함할 수 있고, G _MAF (s)는 그 시정수로서 τ _MAF 를 갖는 이동 평균 필터(235)의 등가 s-도메인(즉, 주파수 도메인) 변환 함수이고, 1+sτ _MAF 는 이동 평균 필터(235)의 이펙티브 폴(effective pole)이다. 일실시형태에 있어서, 이동 평균 필터(235)의 이펙티브 폴은 정류기(210)의 입력 전류(I_IN)내의 전고조파 왜곡을 통상적으로 제어하는 전압 루프의 안정성을 방해하지 않도록 전압 루프 크로스오버 주파수(voltage loop crossover frequency)로부터 충분히 멀어질 수 있다. 예컨대, 이동 평균 필터(235)의 이펙티브 폴은 약 6∼10㎐에 있는 전압 루프 크로스오버 주파수에 의해 60㎐ 이상의 위치에 있을 수 있다.

시스템(200)이 지상 진상 보상기(240)를 포함하는 일실시형태에 있어서, 제로 크로스오버 주파수 주위에서 이동 평균 필터(235)에 의해 인트로듀싱된 위상 시프트는, 식 (2)에 나타낸 바와 같이, 이동 평균 필터(235)와 직렬로 지상 진상 보상기(240)를 접속함으로써 조정될 수 있고, G _LEAD-LAG (s)는 지상-진상 보상기(240)의 s-도메인 변환 함수이고, T _Z 와 0.1T _Z 는 지상 진상 보상기(240)의 제로와 폴의 시정수이다. 일실시형태에 있어서, 시정수(T _Z )는 상기 실시형태의 식 (1)에서 이동 평균 필터(235)의 폴을 보상하기 위해 τ _MAF 에서 설정될 수 있다(즉, T _Z =τ _MAF ). 다른 실시형태에 있어서, 시정수(T _Z )는 이동 평균 필터(235)의 폴의 영향을 감소시키기 위해 τ _MAF 주변에 배치될 수 있다.

일실시형태에 있어서, 정상 상태 실효(RMS) 입력 전압(V_IN(RMS))은 예컨대 컨버터(205) 출력 전원이 증가함에 따라 또는 서플라이 레귤레이션(supply regulation)으로 인해 120V의 정상값으로부터 감소될 수 있다. 이것은 컴퓨터 등의 비선형 부하(220)를 포함하는 실시형태에서 발생할 수 있다. 일실시형태에 있어서, RMS 전압 보정은 정 전력 제어(constant power control)를 실현하도록 이 감소를 보상하기 위해[즉, 입력 메인라인 전압(V_IN) 유동 중에 통상적으로 변경되지 않은 전압 조정기(230 P^*)의 출력을 유지하기 위해] 제어 모듈(225)에 인가될 수 있다. 다른 실시형태에 있어서, RMS 전압 보정은 입력 전압(V_IN)에 있어서의 변경[예컨대, 상승(swell) 또는 저하(dip)]과 같은 라인 디스터번스(line disturbances)에 대한 시스템(200)의 동적 응답을 향상시키는데 사용될 수 있다. 예컨대, 제어 모듈(225)은 실효(RMS) 입력 전압 피드포워드 루프(245)를 포함할 수 있다. 통상적으로, V_IN(RMS)에서의 저하는 일실시형태에서 V_DC가 전체 부하에서 V_DC ^*로 남도록 기준 전류(I_IN ^*)를 조정하는 RMS 입력 전압 피드포워드 루프(245)를 사용함으로써 보상될 수 있다. 일실시형태에 있어서, RMS 입력 전압 피드포워드 루프(245)는 하나 이상의 RMS 전압 보정 제어기를 포함할 수 있고, 예컨대 상기 RMS 전압 보정 제어기는 입력 메인라인 전압(V_IN)에서의 정상 상태 저하를 보상하고, 비선형 부하(220)를 위한 전체 부하 컨디션을 포함하는 모든 부하(220) 컨디션에서 V_DC ^* 또는 그 근방으로 V_DC를 유지하기 위해 예컨대 디지털 신호 처리(DSP) 코드를 포함하는 수학적 동작 또는 제어 알고리즘과 관련된 로우 패스 필터 네트워크 또는 통합형 제어기를 포함할 수 있다.

통상적으로 RMS 입력 전압 피드포워드 루프(245)는 예컨대 입력 위상간의 부하 공유에 의해 멀티-위상 인버터를 포함하는 애플리케이션에 있어서 정 전력 제어를 실현한다. 또한, RMS 입력 전압 피드포워드 루프(245)는 DC 버스 전압(V_DC)과 입력 전압(V_IN)에 있어서의 변경과 같은 라인 디스터번스 중의 입력 전류의 응답 등의 컨버터(205)의 동적 응답을 향상시킬 수 있다.

제어 모듈(225)이 RMS 입력 전압 루프(245)를 포함하지 않는 일실시형태에 있어서, 전압 조정기(230) 출력은 입력 전류(I_IN)를 위한 진폭 기준 전류를 포함할 수 있다. 컨버터(205)의 제어를 나타낸 블록도인 도 6은 본 실시형태의 예를 포함한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 전압 조정기(230)의 출력은 전압 조정기 출력 전류(I_m ^*)로부터 리플을 필터링하기 위해 이동 평균 필터(235)(도 6에 도시되지 않음)에 접속될 수 있다.

도 2를 더 참조하면 V_IN(RMS)는 입력 전압(V_IN)의 실효값이고, P^*는 입력 전력 기준값이고, I_IN ^*은 정류기(210)를 제어하는데 사용되는 기준 입력 전류값이다. 일실시형태에 있어서, 입력 전류(I_IN)는 V_IN과 같은 위상이 될 수 있고, DC 버스 전류[I_{DC_REC},(정류기(210) 출력 전류)와 I_{DC_INV}(인버터(215) 입력 전류)]는 DC 텀(term), 스위칭 주파수 텀, 및 저주파수 AC 텀 중 하나 이상을 포함할 수 있다. I_{DC_REC}와 I_{DC_INV} 중 하나 이상에 있어서의 AC 텀은 DC 버스 전압(V_DC)에 있어서의 대응 리플 컴포넌트를 야기할 수 있다. 일실시형태에 있어서, 저주파수 리플 전압과 비교하는 경우에 V_DC에 있어서의 스위칭 주파수 리플 전압은 그 낮은 진폭으로 인해 무시될 수 있다. 따라서, 정상 상태 버스 전압(V_DC)은, 식 (3)에 나타낸 바와 같이, 기준 전압(V_DC ^*)에 추가하여 저주파수 리플 전압(V_DC(Ripple))을 포함할 수 있다.

인버터(215)를 포함하는 일실시형태에 있어서, V_DC(Ripple)는 식 (4)에 나타낸 컴포넌트로 분기될 수 있고, V_{DC_REC(Ripple)}과 V_{DC_INV(Ripple)}은 각각 정류기(210)와 인버터(215)에 의한 리플 전압을 포함한다.

컨버터(205)가 단일 DC 버스를 포함하는 실시형태에 있어서, 리플 전압[V_{DC_REC(Ripple)}]은 2 x f_IN와 그 배수에서 컴포넌트를 포함할 수 있고, f_IN은 컨버터(205) 라인 주파수이다. 컨버터(205)가 스플릿 DC 버스를 포함하는 다른 실시형태에 있어서, 리플 전압[V_{DC_REC(Ripple)}]은 f_IN과 그 배수에서 컴포넌트를 포함할 수 있다. 마찬가지로, 인버터(215)가 존재하는 일실시형태에 있어서, 리플 전압[V_{DC_INV(Ripple)}]은 예컨대 인버터(215)가 멀티레벨 인버터를 포함하는 경우에 인버터(215) 출력 주파수(f_OUT)와 그 배수에서, 인버터(215)가 투 레벨 인버터를 포함하는 경우에 2 x f_OUT과 그 배수에서 컴포넌트를 포함할 수 있다.

정상 상태의 일실시형태에서 전압 조정기(230)는 리플 전압(V_{DC_REC(Ripple)} 및 V_{DC_INV(Ripple)})을 처리하고, 기준 전력 신호(P^*)로 대응 리플 텀을 인트로듀싱한다. 본 실시형태에 있어서, 이러한 리플 텀이 예컨대 이동 평균 필터(235)에 의해 P^*로부터 필터링되지 않으면 상기 리플 텀이 기준 전류값(I_IN ^*)으로 통과될 수 있다. 일실시형태에 있어서, V_{DC_REC(Ripple)}에 의해 인트로듀싱된 기준 전류값(I_IN ^*)에 있어서의 리플은 필터링되지 않으면 제어 모듈(225)이 I_IN ^*의 값을 향하여 I_IN을 드라이빙함에 따라 정류기(210) 입력 전류(I_IN)에 고조파 왜곡을 야기할 수 있다. 또한, 일실시형태에 있어서 V_{DC_INV(Ripple)}에 의해 인트로듀싱된 리플은, 예컨대 컨버터(205)가 비동기화 모드의 동작으로 동작할 때[예컨대, 출력 전류(I_OUT)가 입력 전류(I_IN) 주파수(f_IN)와 비동기화되는 주파수(f_OUT)를 갖는 경우] I_IN에 고조파 왜곡과 저조파 발진을 야기할 수 있다. 다른 실시형태에 있어서, V_{DC_INV(Ripple)}에 의해 인트로듀싱된 리플은, 예컨대 컨버터(205)가 동기화 모드의 동작으로 동작할 때[예컨대, 출력 전류(I_OUT)가 입력 전류(I_IN) 주파수(f_IN)와 동기화된 주파수(f_OUT)를 갖는 경우] I_IN에 고조파 왜곡을 야기할 수 있다.

일실시형태에 있어서, 컨버터(205)는 AC-DC 싱글 컨버젼 시스템을 포함할 수 있다. 이것은 예컨대 인버터(215)가 존재하지 않고, 부하(220)가 DC 버스 라인을 거쳐서 정류기(210)에 접속된 DC 부하를 포함하는 경우에 발생할 수 있다. 본 예의 일실시형태에 있어서, V_DC는 정류기(210) 입력 전류(I_IN)에 있어서의 전고조파 왜곡을 증가시킬 수 있는 리플 전압(V_{DC_REC(Ripple)})만을 포함할 수 있다. 본 예에 있어서, 리플 전압(V_{DC_REC(Ripple)})은 V_IN과 동기화될 수 있고, 이에 따라 본 실시형태에 있어서 정류기 입력 전류(I_IN)는 저조파 발진을 포함하지 않을 수 있다. 본 예에 이어서, 입력 전류(I_IN)는 f_IN 및 그 배수에서 전류 컴포넌트를 포함할 수 있다. 통상적으로, 입력 전류(I_IN)는 기본 주파수(예컨대, 라인 주파수)를 갖는 것뿐만 아니라 라인 주파수의 배수를 포함할 수 있는 다양한 주파수에서 전류 컴포넌트와 고조파 전류 컴포넌트를 가질 수 있다. 본 예에 있어서의 입력 전류(I_IN)의 전고조파 왜곡은 고조파 표준 IEEE-519 및 IEC 61000-3-2에 따라 저대역 전압 루프(예컨대, 6-10㎐)에 의해 제어될 수 있다.

일실시형태에 있어서, 컨버터(205)는 정류기(210)와 인버터(215)를 구비한 AC-DC-AC 더블 컨버젼 시스템을 포함할 수 있다. 본 실시형태에 있어서, 인버터(215)가 동기화 모드에서 동작하는 경우(즉, 출력 전류(I_OUT)가 입력 전류(I_IN)의 주파수와 동기화되는 주파수를 포함하는 경우)에 리플 전압(V_{DC_REC(Ripple)} 및 V_{DC_INV(Ripple)})은 입력 전류(I_IN)의 주파수와 동기화될 수 있다. 본 예에 있어서, 저조파 발진은 통상적으로 입력 전류(IIN)에서 감지될 수 없고, 리플 전압은 통상적으로 고조파 왜곡만을 야기한다. 본 예의 일실시형태에 있어서, 인버터(215)는 저항성 부하(220)를 공급하는 경우에 리플 전압(V_{DC_REC(Ripple)} 및 V_{DC_INV(Ripple)})은 적어도 부분적으로 서로 캔슬(cancel)할 수 있고, 이에 따라 고조파 왜곡 레벨이 감소된다. 그러나, 인버터(215)가 비선형 부하(220) 또는 저항성 부하(220)를 공급하는 실시형태에서는 리플 전압(V_{DC_REC(Ripple)} 및 V_{DC_INV(Ripple)})은 통상적으로 서로를 캔슬하지 않고, 이에 따라 이러한 리플 전압과 관련된 고조파 왜곡이 필터링되지 않는 경우에 입력 전류(I_IN)에 나타날 수 있다.

다른 실시형태에 있어서, I_OUT의 주파수(f_OUT)가 I_IN의 주파수(f_IN)와 상이하도록 인버터(215)가 동작의 비동기화 모드로 동작하는 경우에 리플 전압(V_{DC_INV(Ripple)})은 V_{DC_REC(Ripple)} 또는 V_IN과 동기화되지 않을 수 있다. 본 예에 있어서, f_IN과 f_OUT간의 차의 절대값(즉, ｜f_IN - f_OUT｜)인 주파수에서의 저조파 발진은 기준 입력 전류(I_IN ^*)에서 발생할 수 있다. 본 예의 일실시형태에 있어서, 이동 평균 필터(235)는 제어 모듈(225)이 저조파 발진의 감소된 레벨을 포함하는 기준 전류값(I_IN ^*)을 향하여 입력 전류(I_IN)를 드라이빙하도록 전압 조정기(230 P^*)의 출력에 존재하는 이 저조파 발진을 필터링한다.

다양한 실시형태에 있어서, 제어 모듈(225)은 기준 전력 신호(P^*)로부터 리플 전압을 필터링할 수 있다. 예컨대, 제어 모듈(225)은 이동 평균 필터(235)를 사용하여 디지털 필트레이션을 실행할 수 있다. 도 7은 일실시형태에 의한 이동 평균 필터(235)에 의한 전압 조정기(230) 출력의 신호 필트레이션을 나타낸 그래프이다. 이동 평균 필터(235)는 통상적으로 일실시형태에 있어서 샘플링 포인트의 평균화가 수행되는 타임 듀레이션이 될 수 있는 이동 윈도우(T_W)를 포함한다. 예컨대 도 7에 도시된 바와 같이, 이동 윈도우(T_W)는 전압 조정기(230)의 출력 전압에 있어서의 출력 주파수(f_OUT)의 역(즉, 1/f_OUT)이 될 수 있다.

일실시형태에 있어서, 이동 평균 필터(235)의 이동 윈도우(T_W)는 기준 전력 신호(P^*)에 있어서의 리플의 주기에 대응할 수 있다. 예컨대, 컨버터(205)가 스플릿 DC 버스 라인을 포함하고, 인버터(215)가 멀티-레벨 인버터를 포함하는 경우에 V_DC내의 따라서 P^*내의 리플 전압은 동기화 동작 중에 1/f_IN과 비동기화 동작 중에 1/(｜f_IN - f_OUT｜)의 주기를 가질 수 있다. 예컨대, f_IN=50㎐ 및 f_OUT=60㎐(즉, 비동기화 동작)인 실시형태에 있어서, 이동 윈도우(T_W)는 100㎳과 같다. 본 실시형태는 본 발명의 일실시형태에 의한 컨버터의 동작을 나타낸 그래프인 도 8에 도시되어 있다. 도 8은 본 발명의 일실시형태에 의한 저항성 부하(220), 50㎐의 입력 주파수(f_IN), 및 60㎐의 출력 주파수(f_OUT)를 포함하는 비동기화 동작 중에 AC-DC-AC 더블 컨버젼 시스템의 DC 버스 전압의 예를 나타낸다. 이 예시적 실시형태는 기능적이지만 전압 루프에 지연을 인트로듀싱할 수 있고 100㎳ 윈도우에 있어서 기준 전력 신호(P*)의 모든 샘플을 기억하기 위해 상당한 메모리 기억 용량을 필요로할 수 있다.

다른 실시형태에 있어서, 인버터(215)가 멀티-레벨 인버터를 포함하는 경우에 이동 윈도우(TW)는, 식 (5)에 나타낸 바와 같이, 출력 주파수의 역으로 설정될 수 있고, 인버터(215)가 투-레벨 인버터를 포함하는 경우에, 식 (6)에 나타낸 바와 같이, 출력 주파수의 두배의 역으로 설정될 수 있다.

일실시형태에 있어서, 인버터 리플 전압(V_{DC_INV(Ripple)})은 비동기화 동작 중에 기준 전류값(I_IN ^*)에 저조파 발진을 야기할 수 있다. 본 실시형태에 있어서, 예컨대 이동 평균 필터(235)가 V_{DC_INV(Ripple)}에 의해 야기된 기준 전력 신호(P^*)에 있어서의 리플을 필터링하기에 충분할 수 있다. 그러나, 관련 실시형태 이동 평균 필터(235)는 기준 입력 전류(I_IN ^*)에 있어서의, 이로 인해 입력 전류(I_IN)에 있어서의 왜곡을 감소시키는 V_{DC_INV(Ripple)}에 의해 야기된 기준 전력 신호(P^*)에 있어서의 리플을 감쇠시킬 수도 있다.

다양한 실시형태에 있어서, 컨버터(205)가 동기화 모드의 동작에 있는 경우에 인버터(215)는 비선형 부하 또는 저항성 부하 중 하나 이상을 포함할 수 있는 하나 이상의 부하(220)를 공급할 수 있다. 이러한 실시형태에 있어서, 인버터 리플 전압(V_{DC_INV(Ripple)})과 정류기 리플 전압(V_{DC_REC(Ripple)})은 통상적으로 서로를 캔슬하지 않고, 이동 평균 필터(235)는 입력 전류(I_IN)내의 낮은 전고조파 왜곡(THD)을 얻기 위해 V_{DC_INV(Ripple)}과 V_{DC_REC(Ripple)} 중 적어도 부분적으로 하나 이상으로 인한 기준 전력 신호(P^*)에서의 리플을 감쇠시킬 수 있다. THD의 레벨이 폭넓게 변할 수 있지만 일실시형태에 있어서 THD 레벨은 예컨대 5%보다 작을 수 있다. 일실시형태에 있어서, 입력 전류(I_IN)에 있어서의 THD 레벨은 예컨대 3.5% 이하가 될 수 있다. 입력 전류(I_IN)에 있어서의 THD 레벨은 5%보다 큰 실시형태가 가능하다.

예컨대, 이동 평균 필터(235)는 디지털 20×m 샘플링 포인트 이동 평균 필터(235)를 포함할 수 있고, 20×m개의 메모리 로케이션은 이동 윈도우(T_W)에 걸쳐 기준 전력 신호(P^*) 샘플을 기억한다. 본 예에 있어서, 20×m은 이동 윈도우(T_W)에 있어서 P^*의 이용 가능한 샘플의 수이다. 도시된 실시형태에 이어서, 20×m 샘플링 포인트 이동 평균 필터는 T_W가 샘플링 주파수에서 업데이팅될 수 있는 식 (7)에 나타낸 바와 같이 이동 윈도우(T_W)에 걸쳐 기준 전력 신호의 평균(P_AVG ^*)를 얻는데 사용될 수 있다.

그러나, 상기 도시된 실시형태는 기준 전력 신호(P^*)의 모든 샘플링된 포인트, 즉 20×m 수를 기억하기 위한 상당한 메모리 기억 용량을 필요로 할 수 있다.

상기한 바와 같이, 도 7은 감소된 메모리 스토리지 필요에 의해 동작 가능한 실시형태를 나타낸다. 도 7에 있어서, 다양한 실시형태에 있어서 정류기(210) 입력 주파수 또는 인버터(215) 출력 주파수에 대응할 수 있는 일 피리어드 사이클의 컨버터(205) 출력 전압(V_OUT)이 본 예에 있어서 1/f_OUT과 같은 이동 윈도우(T_W)를 갖는 것으로 도시되어 있다. 도 7의 실시형태에 있어서, 이동 윈도우(T_W)는 기간의 20개의 동일 인터벌(T_W/20)로 분기되고, T₁은 제 1 인터벌이다. 예시적인 본 실시형태에 있어서, 인터벌(T₁) 내의 P^*의 샘플은 P₁로서 평균화되어 기억될 수 있다. 각 20 인터벌(즉, 본 예에 있어서 T_W/20)에 걸쳐 평균 기준 전력값(P_AVG ^*)이 P₁, P₂, P₃, …, P₁₉, P₂₀으로서 얻어지고 메모리에 기억될 수 있는지를 결정하기 위해 이러한 처리가 반복된다. 본 예에 있어서, 이동 평균 필터(235)는 평균 기준 전력값(P_AVG ^*)를 얻기 위해 20 포인트 이동 평균 필터를 포함한다. 본 예에 있어서, 이동 윈도우(T_W)는 T_W/20초 인터벌마다 업데이팅되고, 본 예에 있어서, 20 스토리지 로케이션은, 식 (8)에 나타낸 바와 같이, 20×m개의 샘플 포인트의 평균 기준 전력값(P_AVG ^*)을 얻는데 사용될 수 있는 것으로 인식된다.

일실시형태에 있어서, 컨버터(205) 입력 신호는 DC 전압 컴포넌트, 50㎐ 전압 컴포넌트, 및 60㎐ 리필 전압 컴포넌트의 혼합을 포함할 수 있고, T_W=1/60㎐이다. 본 예에 있어서, DC 신호는 감쇠없이 이동 평균 필터(235)를 통과할 수 있고, 60㎐ 컴포넌트는 이동 평균 필터(235)를 통해 통과하지 않도록 감쇠(예컨대 거의 0으로)될 수 있고, 50㎐ 컴포넌트는 적어도 부분적으로 감쇠될 수 있다. 본 예에 있어서, 60㎐ 컴포넌트는 50㎐ 컴포넌트보다 더 완전히 감소될 수 있다. 예시된 본 실시형태에 있어서, 이동 평균 필터(235) 출력은, 도 7의 P^*에 의해 도시된 바와 같이, 풀 DC 신호, 노 60㎐ 컴포넌트(no 60㎐ component), 및 거의 감쇠된 50㎐ 컴포넌트를 포함할 수 있다.

일실시형태에 있어서, 제어 모듈(225)은 기준 전류(I_IN ^*)값을 향하여 입력 전류(I_IN)를 드라이빙한다. 예컨대, 제어 모듈(225)은 펄스폭 변조(PWM) 제어 신호의 듀티 사이클을 조정함으로써 입력 전류(I_IN)를 제어할 수 있다. 다른 실시형태에 있어서, 제어 모듈(225)은 PWM 제어 신호 듀티 사이클을 조정함으로써 기준 전압(V_DC ^*)을 향해 전압(V_DC)을 드라이빙할 수 있다. 도 2에 도시되진 않았지만, 일실시형태에 있어서의 제어 모듈(225)은 하나 이상의 제어 신호 생성기를 포함한다. 제어 신호 생성기는 제어 모듈(225)과 통합되거나 제어 모듈(225)과 결합될 수 있고, 일실시형태에 있어서 제어 신호 생성기는 하나 이상의 캐리어 신호를 생성할 수 있다.

통상적으로, 제어 신호 생성기는 펄스폭 변조 제어 신호 등의 제어 신호를 생성, 형성, 전파 또는 출력할 수 있다. 다양한 실시형태에 있어서, 제어 신호 생성기 또는 제어 모듈(225)은 기준 입력 전류값(I_IN ^*)을 향하여 입력 전류(I_IN)를 드라이빙하기 위해 정류기(210)내의 PWM 제어 신호의 듀티 사이클을 조정할 수 있다. 일실시형태에 있어서, 제어 신호 생성기는 펄스폭 신호를 출력하도록 된 하나 이상의 디지털 회로를 포함할 수 있다. 제어 신호 생성기는 예컨대 교차법(intersective method), 델타법(delta method), 시그마 델타법(sigma delta method), 또는 다른 형태의 파형 생성과 조작에 의해 PWM 제어 신호를 생성하기 위한 회로 또는 다른 생성기를 포함할 수도 있다.

하나 이상의 실시형태에 있어서, 시스템(200)의 엘리먼트는 컨버터(100)의 엘리먼트를 포함할 수 있는 것으로 인식된다. 예컨대 다양한 실시형태에 있어서, 제어 모듈(225)은 제어기(130)를 포함하고, 정류기(110)는 정류기(210)를 포함하고, 인버터(215)는 인버터(120)를 포함하고, 부하(220)는 부하(140) 등을 포함한다. 일실시형태에 있어서, 시스템(200)은 예컨대 배터리(150), 멀티플 입력, 출력, 버스 또는 메인 라인 등의 도 1의 엘리먼트에 대응하고 도 2에 도시되지 않은 엘리먼트를 포함한다.

도 9는 본 발명의 일실시형태에 의한 컨버터의 제어 방법(900)을 나타낸 순서도이다. 일실시형태에 있어서, 상기 방법(900)은 전압 신호를 수신하는 스텝(ACT905)를 포함한다. 예컨대, 전압 신호를 수신하는 스텝(ACT 905)은 예컨대 무정전 전원 장치, 주파수 컨버터, 또는 라인 컨디셔너의 DC 정류기 전압(VDC)을 수신하는 스텝을 포함할 수 있다. DC 정류기 전압은 DC 전압, 정류기 출력 전압, DC 버스 전압, 또는 인버터 입력 전압이라 할 수도 있다. 일실시형태에 있어서, 전압 신호를 수신하는 스텝(ACT905)은 리플 전압 또는 다른 형태의 왜곡 중 하나 이상을 포함하는 전압 신호를 수신하는 스텝을 포함한다. 전압 신호를 수신하는 스텝(ACT905)은 예컨대 제어기, 제어 모듈, 수신기, 또는 전압 조정기, 전압 신호 중 하나 이상에 의해 전압 신호를 수신하는 스텝을 포함할 수도 있다. 다양한 실시형태에 있어서, 전압 신호를 수신하거나 전압 신호로 구성된 전압 조정기는 비례, 비례-적분, 또는 비례-적분-미분 전압 조정기를 포함할 수 있다.

상기 방법(900)은 제어 신호를 결정하는 스텝(ACT910)을 포함할 수 있다. 제어 신호를 결정하는 스텝(ACT910)은 수신된 전압 신호를 평가하는 스텝을 포함할 수 있다. 예컨대, 제어 신호를 결정하는 스텝은 전압 신호와 기준 신호를 비교함으로써 전압 신호의 적어도 일부에 의거하여 제어 신호를 결정하는 스텝을 포함할 수 있다. 일실시형태에 있어서, 제어 신호는 하나 이상의 리플 전압과 관련된 왜곡을 포함할 수 있다.

예시적 실시형태에 있어서, 수신된 전압 신호(ACT905)는 왜곡을 포함할 수 있다. 방법(900)은 제어 신호를 결정 또는 생성하기 위해 수신된 전압 신호를 평가할 수 있다. 예컨대, 전압 조정기는 전압 신호를 입력으로서 수신하고 전력 제어 신호를 출력으로서 생성할 수 있다. 본 예의 일실시형태에 있어서, 전력 제어 신호는 수신된 전압 신호도 있는 리플 전압이나 다른 왜곡을 포함할 수 있다. 제어 신호를 결정하는 스텝(ACT910)은 기준 전력 신호(P^*)의 생성을 위해 기준 전압 신호와 함께 수신된 전압 신호를 평가하는 스텝을 포함할 수 있다. 기준 전력 신호는 정류기(V_{DC_REC(Ripple)})와 인버터(V_{DC_INV(Ripple)})와 관련된 하나 이상의 리플 전압을 포함할 수 있다. 일실시형태에 있어서, 전압 조정기는 기준 전압 신호를 향하여 수신된 전압을 드라이빙할 수 있다.

상기 방법(900)은 예컨대 평균 제어 신호의 생성(ACT915)을 위해 하나 이상의 리플 전압과 관련된 왜곡을 포함하는 기준 전력 신호 등의 제어 신호를 평가할 수 있다. 일실시형태에 있어서, 평균 제어 신호를 생성하는 스텝(ACT915)은 평균 제어 신호의 생성을 위해 왜곡을 포함하는 제어 신호를 수신하는 스텝과 제어 신호로부터 왜곡을 필터링하는 스텝을 포함한다. 예컨대, 하나 이상의 이동 평균 필터는 리플 전압 왜곡을 포함하는 기준 전력 신호를 수신하고, 기준 전력 신호(P^*)로부터 리플 전압 왜곡을 필터링하고, 평균 기준 전력 제어 신호(P_AVG ^*)를 출력으로서 생성할 수 있다. 평균 기준 전력 제어 신호(P_AVG ^*)는 리플 전압이 실질적으로 없을 수 있고, 또는 기준 전력 신호(P^*) 리플 전압의 진폭보다 작은 진폭의 리플 전압을 포함할 수 있다. 다양한 실시형태에 있어서, 유한 임펄스 응답(FIR) 필터 등의 다른 타입의 필터는 평균 제어 신호의 생성(ACT915)에 사용될 수 있다.

일실시형태에 있어서, 평균 제어 신호는 리플 전압과 관련된 왜곡이 실질적으로 없을 수 있다. 평균 제어 신호의 생성(ACT915)시에 제어 신호로부터 리플 전압이 제어되는 정도는 통상적으로 변화된다. 예컨대, 일실시형태에 있어서, 평균 제어 신호내의 리플 전압의 진폭은 제어 신호내의 리플 전압의 진폭의 반보다 작다. 다양한 실시형태에 있어서, 예컨대 이동 평균 필터에 의해 처리된 평균 제어 신호내의 리플 전압의 진폭은 이동 평균 필터의 처리전에 제어 신호의 진폭의 20%보다 작을 수 있다. 일실시형태에 있어서, 이동 평균 필터는 평균 제어 신호의 생성(ACT915)시에 제어 신호로부터 리플 전압을 90% 이상 제거할 수 있다.

상기 방법(900)은 평균 제어 신호의 위상을 시프팅하는 스텝(ACT920)을 포함할 수 있다. 예컨대, 평균 기준 전력 제어 신호(P_AVG ^*) 등의 평균 제어 신호의 생성(ACT915)과 관련된 이동 평균 필터는 평균 기준 전력 제어 신호(P_AVG ^*)에 위상 지연을 인트로듀싱할 수 있다. 본 예에 있어서, 지상 진상 보상기는 이동 평균 필터에 의해 인트로듀싱된 위상 지연을 보정하기 위해 그 위상의 시프팅(ACT920)에 의해 평균 기준 전력 제어 신호를 처리할 수 있다.

일실시형태에 있어서, 상기 방법(900)은 하나 이상의 기준 전류값(I_IN ^*)을 생성하는 스텝(ACT925)을 포함할 수 있다. 일실시형태에 있어서, 하나 이상의 기준 전류값을 생성하는 스텝(ACT925)은 컨버터 입력 전압과 DC 버스 전압[예컨대, 정류기 또는 커패시터 전압(V_DC)]에 부분적으로 의거하여 제 1 샘플링 타임에서 기준 전류값을 생성하는 스텝을 포함한다. 예컨대, 기준 전류값은 샘플링된 DC 버스 전압(V_DC) 및 컨버터 입력 전압(V_IN), 부하 전류(I_OUT), 정류기 전류(I_{DC_REC}), 및 인버터 전류(I_{DC_INV}) 중 하나 이상의 평가에 부분적으로 의거하여 결정될 수 있다.

상기 방법(900)은 기준 입력 전류값(I_IN ^*)을 향하여 컨버터의 입력 전류(I_IN)를 드라이빙하는 스텝(ACT930)을 포함할 수 있다. 일실시형태에 있어서, 기준 입력 전류값을 향하여 입력 전류를 드라이빙하는 스텝(ACT930)은 펄스폭 변조(PWM) 제어 신호 듀티 사이클을 조정하는 스텝을 포함한다. 통상적으로, 듀티 사이클의 조정은 정류기 입력 전류 등의 컨버터 입력 전류(I_IN)가 기준 입력 전류값(I_IN ^*)에 더 근접하거나 거의 동일한 값으로 조정되게 한다. 일실시형태에 있어서, 기준 입력 전류값(I_IN ^*)을 향하여 입력 전류(I_IN)를 드라이빙하는 스텝(ACT930)은 (n+1)^th 샘플링 타임에서의 입력 전류(I_IN(n+1))가 n^th 샘플링 타임의 순간에서의 기준 전류값(I_IN(n) ^*)을 향하도록 PWM 제어 신호 듀티 사이클을 조정하는 스텝을 포함할 수 있다. 따라서, 다양한 실시형태에 있어서, 입력 전류(I_IN)는 하나 이상의 샘플링 피리어드, 즉 하나 이상의 스위칭 사이클의 지연에 의해 기준 입력 전류(I_IN ^*)값을 따를 수 있는 것으로 인식된다. 일실시형태에 있어서, PWM 제어 신호 듀티 사이클을 조정하는 스텝은 기준 저압값(V_DC ^*)을 향하여 전압(V_DC)을 드라이빙하는 스텝을 포함한다.

일실시형태에 있어서, 기준 입력 전류(I_IN ^*)를 향하여 입력 전류(I_IN)를 드라이빙하는 스텝(ACT930)은 PWM 제어 신호의 듀티 사이클을 조정하는 스텝을 포함한다. 이것은 예컨대 제 1 샘플링 타임 후와 후속(예컨대, 제 2) 샘플링 타임 전 타임의 포인트에서 기준 인덕터 전류(I_IN ^*)와 거의 동일한 값으로 입력 전류(I_IN)가 조정되게 한다. 예컨대, 제 2 샘플링 타임(n+1)에서 기준 입력 전류(I_IN(n+1) ^*)는 예컨대 비선형 부하의 전력 요구로 인하여 제 1(n^th) 샘플링 타임에서의 기준 입력 전류(I_IN(n) ^*)와 상이한 값을 가질 수 있다. 그러나, 실시형태에 있어서 PWM 제어 신호 듀티 사이클의 조정은 (n+1)^th 샘플링 타임에서의 입력 전류(I_IN(n+1))가 n^th 샘플링 타임에서의 기준 인덕터 전류(I_IN(n) ^*)와 거의 동일하게 한다. 따라서, 다양한 실시형태에 있어서, 입력 전류(I_IN)는 하나 이상의 샘플링 피리어드, 즉 하나 이상의 스위칭 사이클의 지연에 의해 각각 기준 입력 전류(I_IN ^*)를 향하여 또는 따라서 드라이빙(ACT930)될 수 있다. 일실시형태에 있어서, 기준 입력 전류값(I_IN ^*)을 향하여 입력 전류(I_IN)를 드라이빙하는 스텝은 입력 전류(I_IN)에 역률 보정을 제공하는 스텝을 포함할 수 있다. 예컨대, 정류기는 역률 보정을 제공하는 역률 보정(PFC) 정류기를 포함할 수 있다.

일부 실시형태에 있어서, n^th 샘플링 타임에서의 입력 전류(I_IN(n))와 기준 입력 전류(I_IN(n) ^*)간의 차는 전류 에러(e_IN(n))로서 나타낼 수 있다. 다양한 실시형태에 있어서, 다수의 부하는 전류 또는 전력 손실에 대하여 비선형 방식으로 동작하기 때문에 부하에 의해 요구되는 컨버터 출력 전류(I_OUT)는 주기적으로 변경될 수 있다. 따라서, 입력 전류(I_IN)는 통상적으로 부하로 송신된 출력 전력을 조정하기 위해 제어 및 조정될 수 있다. 통상적으로, 전류 에러(e_IN(n))가 0이면 입력 전류(I_IN)는 컨버터의 기능하도록 적절한 값으로 된다. 기준 입력 전류(I_IN(n) ^*)는 듀티 사이클(D_n)과 관련하여 표현될 수 있기 때문에 PWM 제어 신호의 듀티 사이클(D_n)은 (n+1)^th 샘플(예컨대, 제 2 샘플링 타임에서의 샘플)이 취해지기 전에 n^th 샘플링 타임에서 0을 향하여 전류 에러(e_IN(n))가 드라이빙되도록 조정될 수 있다.

이러한 방식으로 듀티 사이클(D_n)을 변경하는 것은 제 1 샘플링 타임에서의 입력 전류(I_IN)를 제 1 샘플링 타임 후와 제 2 또는 다른 후속 샘플링 타임전의 기준 입력 전류(I_IN(n) ^*)와 거의 동일한 레벨로 드라이빙한다. 통상적으로, 새로운 전류 에러(e_IN(n))는 제 2 또는 후속 샘플링 타임에 발생할 수 있다. 그러나, 이 예시적 실시형태에 이어서, 다 후속 샘플링 타임에서의 입력 전류(I_IN(n))는 이전 샘플링 타임에서의 기준 인덕터 전류(I_IN(n) ^*) 레벨 근방의 값으로 제어 또는 드라이빙된다. 따라서, 일실시형태에서의 PWM 제어 신호의 듀티 사이클을 조정하는 것은 통상적으로 입력 전류(I_IN)가 하나 이상의 샘플링 지연에 의해 기준 입력 전류(I_IN ^*)를 트랙킹(tracking)하도록 할 수 있는 것으로 인식된다.

다양한 실시형태에 있어서, 후속 샘플링 타임에서의 입력 전류(I_IN)는 제 1 샘플링 타임에서의 입력 기준 전류(I_IN ^*)과 정확히 일치하지 않을 수 있는 것으로 인식된다. 다양한 실시형태에 있어서, 두 값은 거의 일치할 수 있다. 예커대, 일실시형태에 있어서, 제 2, 제 3, 또는 후속 샘플링 타임에서의 입력 전류(I_IN)는 제 1 샘플링 타임에서의 기준 입력 전류(I_IN ^*)의 10% 이내의 값(즉, 플러스 또는 마이너스 10%))을 향하여 드라이빙될 수 있다. 다양한 다른 실시형태에 있어서, 이 값들은 +/-10%보다 크게 서로에 대해서 벗어날 수 있고, 그럼에도 불구하고 거의 같을 수 있다.

일실시형태에 있어서, 방법(900)은 부하에 커버터 출력 전류(I_OUT)를 제공하는 스텝(ACT935)을 포함할 수 있다. 다양한 실시형태에 있어서, 출력 전류(I_OUT)는 입력 전류(I_IN)의 주파수와 동기화 또는 비동기화된 주파수를 포함할 수 있다. 출력 전류(I_OUT)를 인가하는 스텝(ACT935)은 LC 필터 등의 필터의 출력 전류를 부하에 인가하는 스텝을 포함할 필요가 없을 수 있다. 다양한 실시형태에 있어서, 출력 전류(I_OUT)를 부하에 인가하는 스텝(ACT935)은 다이오드 브릿지 또는 다른 정류기 회로를 통해 출력 전류를 통과시키는 스텝을 포함한다. 일실시형태에 있어서, 출려거 전류(I_OUT)를 제공하는 스텝(ACT935)은 부하가 실제로 존재하든 존재하지 않든 부하에 출력 전류(I_OUT)를 이용 가능하게 하는 스텝을 포함한다. 다양한 실시형태에 있어서, 방법(900)은 정류기 출력 전압 또는 인버터 출력 전압 등의 컨버팅된 출력 전압을 부하에 인가하는 스텝을 포함할 수도 있다.

도 1 내지 도 9를 참조하면, 번호가 붙여진 아이템은 개별 엘리먼트로서 도시되어 있다. 그러나, 여기에 기재된 시스템 및 방법의 실제 임플러먼테이션(actual implementations)에 있어서, 디지털 컴퓨터 등의 다른 전자 장치의 분리시킬 수 없는 컴포넌트일 수 있다. 따라서, 상기 액션은 프로그램 저장 매체를 포함하는 제품의 아티클에 실시될 수 있는 소프트웨어로 구현될 수 있다. 프로그램 저장 매체는 캐리어 웨이브, 컴퓨터 디스크[마그네틱 또는 옵티컬(예컨대, CD 또는 DVD 또는 두가지 모두)], 비활성 메모리, 테이프, 시스템 메모리, 및 컴퓨터 하드 드라이브 중 하나 이상에 포함된 데이터 신호를 포함한다.

상기 내용으로부터, 예컨대 여기에 기재된 시스템 및 방법에 의해 제공되는 AC-DC 또는 AC-DC-AC PWM 컨버터의 입력 특성에 관한 디지털 제어 시스템 및 방법은 동작의 비동기화 모드 중에, 즉 컨버터 출력 주파수가 컨버터 입력 주파수와 동기화되지 않는 경우에 입력 전류(I_IN)에 있어서의 저조파 발진과 전고조파 왜곡을 감소시키거나 제거시키기 위한 간단하고 효과적인 방식을 제공하는 것으로 인식될 것이다. 입력 전류(I_IN)로부터 저조파 발진을 제거 또는 감소시키는 것은 포인트 오브 커먼 커넥션(PCC : point of common connection) 컨버터 전압에 있어서의 왜곡을 감소시킬 수 있고, 컨버터 컴포넌트(예컨대, 트랜스포머 및 인덕터)에 있어서의 자속 포화를 회피할 수 있다.

다양한 실시형태에 의한 시스템 및 방법은 동작의 동기화 모드 중에, 즉 컨버터 출력 주파수가 컨버터 입력 주파수와 동기화되는 경우에 PFC 정류기 등의 정류기에 대한 입력 전류(IIN)의 입력 전류 전고조파 왜곡을 감소시킬 수 있다. 또한, 컨버터는 정류기와 인버터 중 하나 이상을 포함할 수 있고, 컨버터는 무정전 전원 장치, 주파수 컨버터, 및 라인 컨디셔너 중 하나 이상을 포함하거나 이와 관련될 수 있다. 이것은 효율과 호환성을 증가시키고, 가격을 낮춘다.

전후(front and back), 좌우(left and right), 탑 앤 보톰(top and bottom), 및 업퍼 앤 로우어(upper and lower)에 대한 모든 레퍼런스(references)는 설명의 편의를 위한 것이고, 본 시스템 및 방법 또는 그 컴포넌트를 하나의 위치적 또는 공간적 방향으로 한정하는 것이 아니다.

여기에 단수형으로 나타낸 상기 시스템 및 방법의 실시형태나 엘리먼트 또는 동작에 대한 모든 레퍼런스는 복수의 엘리먼트를 포함하는 실시형태를 포괄할 수도 있고, 여기에 개시된 복수의의 실시형태나 엘리먼트 또는 동작에 있어서의 모든 레퍼런스는 싱글 엘리먼트만을 포함하는 실시형태를 포괄할 수도 있다. 단수형 또는 복수형으로의 레퍼런스는 여기에 개시된 시스템이나 방법, 그 컴포넌트, 동작, 또는 엘리먼트를 한정하는 것을 의도하지 않는다.

여기에 개시된 모든 실시형태는 다른 모든 실시형태와 결합될 수 있고, "실시형태", "일부의 실시형태", "대체 실시형태", "다양한 실시형태", "일실시형태" 등의 레퍼런스는 상호 배타적일 필요는 없고, 실시형태와 관련되어 기재된 특징, 구조, 또는 특성이 하나 이상의 실시형태에 포함되는 것을 나타내려는 것이다. 여기에 개시된 이러한 용어의 출현은 동일 실시형태를 모두 나타낼 필요는 없다. 모든 실시형태는 여기에 개시된 대상, 목적, 및 필요와 일치하는 방식으로 다른 모든 실시형태와 결합될 수 있다.

"또는"에 대한 레퍼런스는 "또는"을 사용하여 기재된 모든 용어가 단일, 하나 이상, 및 기재된 전체 용어 중 모두를 나타낼 수 있도록 포괄적으로 구성될 수 있다.

모든 청구항에 언급된 기술적 특징을 레퍼런스 사인(reference sign)이 따르는 경우에 레퍼런스 사인은 청구항의 명료함을 증가시킬 목적만으로 포함되고, 레퍼런스 사인 또는 그 부존재는 모든 청구항 엘리먼트의 범위에 한정적 영향을 갖지 않는다.

당업자는 여기에 개시된 시스템 및 방법이 그 본질적 특성이나 사상으로부터 벗어나지 않고 다른 특정 형태로 실시될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 예컨대, 이동 평균 필터는 기존의 디지털 컨버터 제어 스켐에 통합될 수 있다. 따라서, 상기 실시형태는 여기에 개시된 시스템 및 방법을 한정하기 보다는 예상되는 예시로서 간주될 것이다. 따라서, 여기에 개시된 시스템 및 방법의 범위는 상기 설명보다는 첨부된 청구항에 의해 표시되고, 이에 따라 청구항과 동등한 의미와 범위내에 있는 모든 변경은 여기에 포괄되는 것이다.

Claims

리플 전압을 포함하는 전압 신호를 수신하는 스텝;
기준 신호와 상기 전압 신호를 비교함으로써 전압 신호의 일부에 의거하여 상기 리플 전압과 관련된 왜곡을 포함하는 제어 신호를 결정하는 스텝;
상기 제어 신호로부터 상기 리플 전압의 적어도 일부를 필터링함으로써 평균 제어 신호를 생성하는 스텝;
상기 평균 제어 신호의 적어도 일부에 의거하여 기준 전류값을 생성하는 스텝; 및
상기 기준 전류값을 향하여 컨버터의 입력 전류를 드라이빙하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 컨버터 제어 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 입력 전류를 드라이빙하는 스텝은 상기 컨버터의 입력 전류에 역률 보정을 제공하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 컨버터 제어 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 평균 제어 신호의 위상을 시프팅하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 컨버터 제어 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 입력 전류의 주파수와 동기화된 주파수를 갖는 출력 전류를 상기 컨버터로부터 부하로 제공하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 컨버터 제어 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 입력 전류의 주파수와 비동기화된 주파수를 갖는 출력 전류를 상기 컨버터로부터 부하로 제공하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 컨버터 제어 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 전압 신호로부터 상기 리플 전압을 필터링하는 스텝; 및
기준 전압값을 향하여 상기 전압 신호를 드라이빙하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 컨버터 제어 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 컨버터와 관련된 인버터에 상기 전압 신호를 인가하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 컨버터 제어 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 기준 전류값을 생성하는 스텝은 상기 컨버터로부터 실효 입력 신호를 수신하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 컨버터 제어 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 입력 전류를 드라이빙하는 스텝은 상기 입력 전류와 관련된 펄스폭 변조 제어 신호의 듀티 사이클을 조정하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 컨버터 제어 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 리플 전압은 정류기 리플 전압과 인버터 리플 전압을 포함하는 것을 특징으로 하는 컨버터 제어 방법.
제 1 항에 있어서,
동기화 동작 모드와 비동기화 동작 모드 중 어느 하나로 동작하도록 상기 컨버터를 제어하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 컨버터 제어 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 컨버터는 무정전 전원 장치, 주파수 컨버터, 및 라인 컨디셔너 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 컨버터 제어 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 평균 제어 신호를 생성하는 스텝은 전압 신호 기간의 복수의 타임 인스턴스에서 제어 신호를 샘플링하는 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 컨버터 제어 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 전압 신호를 수신하는 스텝, 상기 제어 신호를 결정하는 스텝, 상기 평균 제어 신호를 생성하는 스텝, 상기 기준 전류값을 생성하는 스텝, 및 상기 기준 전류값을 향하여 상기 컨버터의 입력 전류를 드라이빙하는 스텝은 프로세서에 의해 적어도 부분적으로 수행되고, 컴퓨터 판독 가능 매체에 기억되어 상기 프로세서에 의해 실행되는 프로그램에 의해 적어도 부분적으로 구현되는 것을 특징으로 하는 컨버터 제어 방법.
입력 전류를 수신하도록 구성된 입력부;
출력 전류를 제공하도록 구성된 출력부; 및
필터를 포함하는 제어 모듈을 포함하는 컨버터로서:
상기 필터는 리플 전압과 관련된 왜곡을 가진 제어 신호를 수신하고, 상기 리플 전압이 실질적으로 없는 평균 제어 신호를 생성하며;
상기 제어 모듈은 평균 제어 신호에 적어도 부분적으로 의거하여 기준 전류값을 생성하고;
상기 제어 모듈은 상기 기준 전류값을 향하여 컨버터의 입력 전류를 드라이빙하는 것을 특징으로 하는 컨버터.
제 15 항에 있어서,
상기 입력 전류를 수신하도록 된 정류기를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨버터.
제 16 항에 있어서,
상기 정류기와 관련된 인버터를 포함하고, 상기 입력 전류는 인버터 출력 전류와 위상이 같은 것을 특징으로 하는 컨버터.
제 16 항에 있어서,
인버터; 및
상기 입력 전류로부터 저조파 발진 신호의 적어도 일부를 제거하도록 된 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨버터.
제 16 항에 있어서,
상기 리플 전압은 정류기 리플 전압과 인버터 리플 전압 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 컨버터.
제 16 항에 있어서,
상기 평균 제어 신호의 위상을 조정하도록 된 지상-진상 보상기를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨버터.
제 16 항에 있어서,
인버터와 관련된 정류기; 및
상기 입력 전류로부터 고조파 왜곡의 적어도 일부를 제거하도록 된 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨버터.
제 21 항에 있어서,
상기 고조파 왜곡은 상기 입력 전류의 3.5% 이하인 것을 특징으로 하는 컨버터.
제 16 항에 있어서,
상기 제어 모듈은 기준 전압값을 향하여 정류기 전압을 드라이빙하기 위해 상기 제어 신호를 조정하도록 된 것을 특징으로 하는 컨버터.
제 23 항에 있어서,
상기 제어 모듈은 상기 정류기 전압의 실효값에 적어도 부분적으로 의거하여 상기 기준 전류값을 생성하도록 된 것을 특징으로 하는 컨버터.
제 15 항에 있어서,
상기 필터는 상기 입력 전류로부터 고조파 왜곡의 적어도 일부를 제거하도록 된 것을 특징으로 하는 컨버터.
제 15 항에 있어서,
상기 제어 모듈과 결합되고, 상기 기준 전류값을 향하여 상기 컨버터의 입력 전류를 드라이빙하기 위해 펄스폭 변조 제어 신호의 듀티 사이클을 조정하도록 된 제어 신호 생성기를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨버터.
제 15 항에 있어서,
정류기를 구비한 AC-DC 펄스폭 변조 컨버터와, 상기 정류기 및 인버터를 구비한 AC-DC-AC 펄스폭 변조 컨버터 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 컨버터.
제 15 항에 있어서,
무정전 전원 장치, 주파수 컨버터, 및 라인 컨디셔너 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 컨버터.
제 15 항에 있어서,
55㎐와 65㎐ 사이의 주파수를 갖는 컨버터 출력 전류를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨버터.
제 29 항에 있어서,
상기 입력 전류는 45㎐와 55㎐ 사이의 주파수를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨버터.
왜곡이 실질적으로 없는 평균 제어 신호를 생성하기 위해 리플 전압과 관련된 왜곡을 가진 제어 신호를 필터링하는 수단; 및
무정전 전원 장치와 결합되고, 평균 제어 신호에 적어도 부분적으로 의거하여 기준 전류값을 생성하도록 된 제어 모듈을 포함하는 무정전 전원 장치의 제어 시스템으로서:
상기 제어 모듈은 상기 기준 전류값을 향하여 상기 무정전 전원 장치의 입력 전류를 드라이빙하는 것을 특징으로 하는 무정전 전원 장치의 제어 시스템.
제 31 항에 있어서,
상기 무정전 전원 장치는 주파수 컨버터와 라인 컨디셔너 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 무정전 전원 장치의 제어 시스템.
리플 전압을 포함하는 전압 신호와 관련된 정보를 수신하고,
제어 신호로부터 상기 리플 전압의 적어도 일부를 필터링함으로써 평균 제어 신호를 생성하고,
기준 신호와 상기 전압 신호를 비교함으로써 상기 전압 신호의 일부에 의거하여 상기 리플 전압과 관련된 왜곡을 포함하는 제어 신호를 결정하고,
상기 평균 제어 신호의 적어도 일부에 의거하여 기준 전류값을 생성하고,
상기 기준 전류값을 향하여 컨버터의 입력 전류를 드라이빙하고,
무정전 전원 장치, 주파수 컨버터, 및 라인 컨디셔너 중 하나 이상과 결합된 정류기에 상기 입력 전류를 인가하도록,
프로세서가 컨버터를 제어하는 명령을 포함하는 명령의 시퀀스를 기억한 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독 가능 매체.