TW201042268A - Bandwidth and phase verification strategy method of digital power control system - Google Patents

Description

201042268 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係-種可精確量地_纽解_雜之數 制系統頻寬與相位驗證策略之方法。 【先前技術】 越南 按，現今科技發展進步迅速，而在於系統驗證之要求亦相對越來 ❹ 而傳統測量系統頻寬及波顧之做法大致可分為三種， 以訊號產生器進行量測、網路分析儀及鮮響應分析儀，其中、·· 、以訊號產生器進行量測之做法優點為不f使用昂#之儀器，而缺 點為當雜訊過大時，啦誤差會賴提升爛量時較 j 量的頻率點數增加，所需的時間亦相對提升。 ’、田u 内建正旋波擾動量以確保訊號正確性。 遺 頻率響應分析儀係分為兩種不同運in Ο 間:長，錄測之結;;另’離散傅立葉—測試時 ,而上述之量測方法共同缺點為輸出擾動量 類比型式，因輯於目前崎處理器錢 ^ 3 Ί、、 制系統皆無法使贼精確量地測出系統之 限制使控制策略之設計以嘗試錯誤盘修正夺卜述之设備 系統化之_與驗證。而閉迴^建立補償器，缺乏 系統或數位控制系統建構中重要的1 設計又係數位功率 方法作為補償器設計之驗證依據。 < 有待強化頻率響應之量測 201042268 【發明内容】 策略之方法，：二供一種數位式功率控制系統頻寬與相位驗證 朿略之方▲使了‘確謂出祕_铸應之 牛嶋織嫩_仿法，其主要 二二命令讀取步驟:係由類比數位轉換單元接受-類比訊號Τ々並處入至—數位系統單元之既有 征 ; f f 線鮮元砰 Ο Ο 二相=，=:=，= =======繼及該混波 ==授:訊號進入該數位系統單元输波=: 私至該相位超前補償器進行補償，並再產生一類 比輸出訊號’觀，可υ虹缝㈣辭摘為鮮賴分析儀量 測糸統波德®之界面，猶難接I測之便利性。 、/猎由ΐ述數位系統單元做為該頻率響應分析儀量測系統 接制之制性，並_位超前補償器進 灯相位補彳員，使可得到較精確之系統數據值。 【實施方式】 首先，請參閱第-圖所示，為本發明之流程方塊圖，其步驟包含 動量命令讀咖、B、相位延遲補償姻及C、系統量 請同時參閱第二®所示，為本發明擾動量命令讀取步驟之電路方 塊圖，於A、_量命令讀取步驟丨中，係頻率響應分析儀 (F卿ency Response Analyzer，_ 1〇及一數位系統單元2〇，而該 頻率響應分析儀1G係具有-擾動命令輸出端u、—與該擾動命令輸 201042268 出端相連接之第-訊號端12及-第二訊號端13，該頻率響應分析儀 忉係可由該擾動命令輸出端U產生—類比訊?虎命令。，且該類比訊 旒7令iond係分別混入該數位系統單元罚及該第一訊號端12，同時， Ϊ數位系統單几20係更包含有一類比數位轉換單元2卜一訊號控制 益22、-串列周邊界面23及-數位類比轉換器24，該頻率響應分析 儀10之擾。動命令輸出端11係與魏比數位讎單元21連接，該類比 數位轉換單7L 21再與該峨控制|| 22連接，該訊雜· 22更再與 ^串=周邊界面23連接，同時，該串列周邊界面23係與該數位類比 〇轉換器24連接’最後’該數位類比轉換器24係連接於該頻率響應分 ，儀10之第二。訊號端13 ’而使賴喃比訊號命令‘可依序經由該 21 '該訊號控制器22、該串列周邊界面23及該數 :=r產生一比對訊號-，該比對一 〇 之波儀號命t:訊號 且該數位系統單元20之取樣頻率1〇: ，Z ::::::广: ===，並產生該比對訊號-，=二 看出波形i卜W2兩。者具:應广f形分別為波形W1及波形W2，可明顯 得-時間延遲參數。/、目級遲現象，而由此相位延遲現象可分析 塊圖==^?=^_之電路方 的取樣頻率及上述時間延遲表數而Z趙位系統單元20不同 該相位超前補償器25加入至目^補償器25 ’並將 -數位系統單元20A，而該相位超前更進-步界定出 22與該串列周邊界面 補=接於該訊號控制器 猎蝴員献位系統單元20取樣 201042268 時所造成之相位延遲。 ⑽閱第五圖所示，為本發明補償後類比訊號命令及比對 當?鮮響齡析儀lG輸人職之_訊號命令 合π/Γ位糸統單疋20之取樣頻率100KHz時，該類比訊號命令‘ =由加人勸位超前補償器25之數㈣統單元猶，並產生一比對 3二:該類比訊號命令^與該比對訊號^對應之波形分別為 之^位福’而由該圖中可明顯看出經由該相位超前補償器25 之相位補该後，該波形叽、W3係呈同相位。 〇於閱第’、圖所不’為本發日月電源電路之閉迴路之流程圖， ‘一:^涉驟。3-中，係再將該數位系統單元施加入一混波計 f、給單兀27,亚更進—步界定出―數位系統單元20B， 异早凡26係分別與該類比數位轉換單元21及該訊號控制 ?? 並可刀別接文_比數位轉換單元21及該訊號控制器 號且加!:混波計算，而該混波計算單元26更再與該供 古-^位超刚補伽25相連接，又，該供給單元27係包含 脈衝寬度調變產生器272，而該補償器271係-〇、=χ⑽；…單元26連接’另端職該脈賊度織產生器272 ίί，’ 明較t實施例中該補償器271係為比例積分補償器， 2^0二二見度調交產生裔272係可提供一訊號驅動-電源電路 實施例中該電源電路係為-功率晶體所組成 =出=調變電路，且該電源電路200係回授一經由該類比數位轉 ί早二^^餘制1122之回授訊號iib，而朗授訊號L會再 叶异木早兀26進行混波計算，並更傳輸至該相位超前補償器 东值補，崎細翊目位㈣補做25補償後之訊號依 序ί輸經由該串列周邊界面23及該數位類比轉換器24，並產生—類 比輸出碱W回傳至該頻率響應分析儀1〇之第二訊號端13，而進一 6 201042268 步做一訊號比對分析。 為供進一步瞭解本發明構造特徵、運用技術手段及所預期達成之 功效，纽將本發明使用方式加以欽述’相信當可由此而對本發明有更 深入且具體之瞭解，如下所述： 仍請參閱第六圖所示，該頻率響應分析儀1 〇係會由該擾動命令輸 出端11產生該類比訊號命令iemd並傳輸至該類比數位轉換器Μ進行 轉換，而產生一第一數位訊號idigl及一第二數位訊號idig2，其中該第 一數位訊號丨咖係再混入該訊號控制器22，並得一擾動訊號idis，而 〇該第二數位訊號i叫2則直接混入該混波計算單元26，並與該擾動訊號 idis相加產生一混合命令imix，同時，該混合命令更與該回授訊號 ifb相減得一變動訊號ieh，而該變動訊號“係再混入該補償器27ι，使 可進一步供給該脈衝寬度調變產生器272，使該脈衝寬度調變產生器 可提供一固定訊號驅動該電源電路200，另，該回授訊號ifb更二 該=二數位訊號“混入該混波計算單元26，並進行訊號相減而得一 補償訊號iOTP ’該補償訊號irap係依序經該相位超前補償器25、該串列 周，界面23及數位類比轉換器24傳輸轉換得該類比輸出訊號， 〇而該類比輪出訊號iout係傳回至該頻率響應分析儀1〇之第二訊號端 =，藉此’使可藉由上述數位系統單元观做為該頻率響應分析儀1〇 f測系統波德圖之界面，而達到直接量測之便利性。 =再配合糊紅及“騎示，分別為第六圖未固定訊號回傳 二間及固曰定訊號回傳時間之波德圖，上述數位系統單元遞經由上述 〜笛統訓㈣3魏後所量嫩之録式功雜姆統之波德圖 L用^所不）’由第七圖中可看出本法之有效性。實測波形曲線W4 雖數以模擬方式所得之波形曲線w5兩者之相位在高頻 數位Γ 之方法於本發赚佳實施射，係將該類比 、早几之訊錄固定取樣頻率下_至該第二訊號端13的 7 201042268 時間固定，如此可以精準地補償該實測波形曲線W4與該模擬波形曲 線W5間之相位誤差，以得到更精確之實測波形曲線W6(如第八圖所 示）。 綜上所述，本發明在同類產品中實有其極佳之進步實用性，同時 遍查國内外關於此類結構之技術資料，文獻中亦未發現有相同的構造 存在在先，是以，本發明實已具備發明專利要件，爰依法提出申請。 准以上所述者，僅係本發明之一較佳可行實施例而已，故舉凡 本發明_書及巾請專利麵所為效變化， ❹本發明之專利範圍内。 3隹 201042268 【圖式簡單說明】 第一圖係本發明之流程方塊圖。 第二圖係本發明擾動量命令讀取步驟之電路方塊圖。 第三圖係第二圖中類比訊號命令及比對訊號之波形圖。 第四圖係本發明時間延遲之補償步驟之電路方塊圖。 第五圖係本發明補償後類比訊號命令及比對訊號之波形圖 第六圖係本發明電源電路之閉迴路之流程圖。 Ο 第七圖係第六圖未固定訊號回傳時間之波德圖。 第八圖係第六圖固定訊號回傳時間之波德圖。 【主要元件符號說明】 Ο 1 擾動量命令讀取步驟 3 系統量測步驟 10 頻率響應分析儀 12 第一訊號端 20 數位系統單元 20Α 數位系統單元 21 類比數位轉換單元 23 串列周邊界面 25 相位超前補償器 27 供給單元 271補償器 200電源電路 wi 波形 W3 波形 W5 模擬波形曲線 L 相位延遲補償步驟 11 擾動命令輸出端 13 第二訊號端 20B 數位系統單元 22 訊號控制器 24 數位類比轉換器 26 混波計算單元 272 脈衝寬度調變產生器 W2 波形 W4 實測波形曲線 W6 實測波形曲線

Claims (1)

1. 201042268 七、申請專利範圍： 1'-種數位式功率控制系統頻寬與相位驗證策略之方法，其主要 步驟包含有： 擾動量命令讀取麵^提供訊齡令狀至—數位系 統單7G ’且產生-比對訊號，@該類比訊號命令與該比對訊號兩者經 比較後得一時間延遲參數； …B、相位延遲補償步驟：根據該數位系統單元不同的取樣頻率及上 述時間延遲减而設計成—她超_似，並將_位超前補償器 〇加入至魏位系統單元，使其可軌補償錄㈣鮮元所產生之 位延遲；以及， c、系統量測步驟：再_數㈣統單元加人—混波計算單元及一 供給早兀，使觸比碱命令可經_數㈣鮮元及舰波計算單 兀並混入至該供給單元，且進—步驅動—電源電路，同時，再由該電 回授二經由該數位系統單元及該混波計算單元之訊號，而混入 目位超_償器晴補償，並碰生-概触減，而使可藉 由_比訊齡令與_比輸出簡做祕職及相位驗證。 〇 驗證2策1項所述之數位式功率控制系統頻寬與相位 生:類比訊號。Ά ’該類比訊號命令係為—頻率響應分析儀所產 驗镫3策It=利，2項所述之數位式功_寬與相位 單元/、中’於A、擾動量命令讀取步驟中，該數位系统 包4_類喊位轉換單元、—訊號控·、—串列周邊 轉Ϊ11 ’該類比訊號命令係依序軸該類比數位轉換單 =對ϋ卜制器、該串列周邊界面及該數位類比轉換器，而產生該 4、依申請翻麵第3·述之餘式功率控锻統頻寬與相位 201042268 驗證策略之方法，盆中，於β ;、相位延遲補償步驟中，該相位超前補 仏讀連接方“亥訊號控制器與該串列周邊界面間。 5、依申請專利範圍第4項所述之數位 驗證策略之方法，其中，於r、1⑽、，年控彻'、練見油位 可揉為辞相A絲、糸、，先里測步驟中，該混波計算單元係 叮接又該雜触概單元及親餘制 入該供給單元及該相位超前補償器。 、俊之減 驗2 ^ 數μ功率㈣祕頻寬與相位 〇 ^ /、摘比數位韻單元之減回傳咖係為固 之0 驗」策率控制綠頻寬與相位 = 中，該供給單元更包含有—補償器及-脈衝寬产 二=器償器係一端與該混波計算單元連接，另雜該 脈衝見度_魅ϋ連接’㈣混波計算單元所混合之喊可依序通 過該補償器及該脈衝寬度調變產生器，並提供一訊號驅動該電源電路。 ^ - Tm^l ^ ^ ^ 〇 a朿略之方法’其中，該補償器係為比例積分補償器ίΡΤ Compensator) 。 口 m 驗項所述之數位式功率控制系統頻寬與相位 = 中，電源電路係為一功率晶體所組成之輸出電壓 11