WO2014178673A1 - Pulse width modulation method for controlling power converter - Google Patents

Pulse width modulation method for controlling power converter Download PDF

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WO2014178673A1
WO2014178673A1 PCT/KR2014/003901 KR2014003901W WO2014178673A1 WO 2014178673 A1 WO2014178673 A1 WO 2014178673A1 KR 2014003901 W KR2014003901 W KR 2014003901W WO 2014178673 A1 WO2014178673 A1 WO 2014178673A1
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signal
control signal
width modulation
modulation method
control
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PCT/KR2014/003901
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Inventor
박인규
Original Assignee
Park In Gyu
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Publication date
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K7/00Modulating pulses with a continuously-variable modulating signal
    • H03K7/08Duration or width modulation ; Duty cycle modulation

Definitions

  • the present invention relates to a fill width modulation method for controlling a power converter, and more particularly, a DC-DC converter or a switching regulator such as a step-down converter, a step-up converter, a step-down converter, and the like; DC switch mode power supplies or floor electric devices such as half-bridge converters, all-bridge converters, push-pull converters, forward converters, and flyback converters; Single-phase AC-DC converters such as power factor correcting rectifiers and fill width modulation converters; Single-phase DC-AC converters such as half-bridge inverters, all-bridge inverters, push-pull inverters, fill width modulated power amplifiers, or motor drivers; Three-phase bridge inverter or three-phase electric motor driver; Three-phase bridge converter; Polyphase-bridge inverters or polyphase motor drivers; It relates to a fill width modulation method for the control of almost all switched (or stationary) power converters, including polyphase-to-bridge converters.
  • a DC-DC converter or a switching regulator such
  • Power conversion is to convert the power supplied to the required power. This power conversion is necessary in almost all cases of power use, from small powers of several W or less to large powers of several MW or more.
  • Switching power converters use a switch which is a lossless control element as a means to achieve high efficiency. Lossless switches are ideal, and some real state switching and switching losses occur in real semiconductor switching devices such as diodes and transistors.
  • a switch is a device that is not capable of continuous control but only on-off control (or switching).
  • the power converters can thus be selectively controlled to only a limited level of voltage or current output depending on the respective circuit configuration and switching of the switches.
  • DC-DC converters or switching regulators such as step-down converters, step-up transformers, step-down converters, and the like
  • DC switch mode power supplies such as half-bridge converters, all-bridge converters, push-pull converters, forward converters, and flyback converters
  • Power factor correcting rectifier Single-phase DC-to-AC converters such as half-bridge inverters, push-pull inverters, field width modulated power amplifiers, or motor drivers, etc. Belongs to level translator. ,
  • Multi-level converters have better output quality than two-level converters, but the circuit configuration is more complex.
  • Widely used full bridge inverters and neutral point clamp (NPC) transducers are the typical multi-level transducers as three-level transducers.
  • Multi-phase transducers can be configured by connecting two-level transducers or multi-level transducers in multiple phases.
  • Three-phase bridge converter is a representative polyphase converter.
  • Full-bridge inverters can also be seen as two-level two-phase converters.
  • DC-DC interleaved converters are also multiphase converters.
  • Polyphase converters are mainly used to drive polyphase motors or generators. Control of power converters ''
  • Linear feedback control is a control in which an error signal obtained by subtracting an output signal from a reference output signal is an input signal through a linear compensator.
  • linear compensators include proportional compensators, proportional-integral compensators, and proportional-integral- derivative compensators. Linear feedback control has the advantage of being easy to implement and guaranteeing results.
  • an increase in the order of the system is a disadvantage. Basically, it has a negative effect on the transient response rate.
  • the larger the integral gain the less the negative effect of the transient response rate. If the dominant poles of the system transfer function are complex pairs, increasing the integral gain does not speed up transient transients and increases the frequency of vibration.
  • the derivative gain can be used for the purpose of speeding up the transient response when the dominant pole of the system transfer function is a complex pair.
  • compensators in the frequency domain. The accuracy at any frequency is proportional to the gain at that frequency above compensation. In general, the larger the gain of the compensator, the higher the asymmetry for variations in the various variables and parameters of the system. The input and output circuits of the power converter vary.
  • a series inductor (or equivalent inductance) is usually connected to the output voltage terminals.
  • a current source converter is a pair of voltage source converters.
  • the control outputs also vary.
  • the voltage of the filter capacitor may be the control output
  • the motor speed may be the control output.
  • the performance of the control methods including the current control of the series inductor in the minor loop is excellent.
  • a so-called ripple-based voltage control method that uses the equivalent series resistance of the filter capacitor has also attracted attention.
  • the fill width modulation methods can usually be applied in common. Fill width modulation method
  • Power converters require a fill width modulation method because they are not capable of continuous control and can be selectively controlled to only a limited level.
  • the field width modulation method for controlling the power converter receives a reference signal (reference control signal) as an input and outputs a control signal (signal for controlling the power converter) as an output.
  • the fill width modulation method is based on a two-level fill width modulation method and is extended to a multi-level fill width modulation method such as three-level. It also extends to the polyphase fill width modulation method.
  • the pillar width modulation methods the carrier pillar width modulation method, the hysteresis pillar width modulation method, and the fixed frequency pillar width modulation method are classical, but are still widely used. Carrier Field Width Modulation Method
  • the main feature of the carrier fill width modulation method is to switch the control signal by comparing the reference signal with a high frequency carrier signal. Then, the switching frequency of the control signal is equal to the frequency of the carrier signal.
  • a carrier signal a triangular wave or a sawtooth wave is mainly used.
  • the carrier fill width modulation method can be used in both open loop control and closed loop control.
  • the carrier spread width modulation method has been used since the early days of power conversion techniques because it could be implemented with analog circuitry. Since the development of digital technology, sampling field width modulation methods of switching periods have emerged.
  • the spatial vector fill width modulation method of three-phase DC-AC power converter is a representative example.
  • Real-time comparison carrier field width modulation method is based on analog implementation, but switching the sampling period Much shorter than this can be implemented digitally.
  • carrier fill width modulation to closed loop current control, such as direct-to-dc converters, switching regulators, or power factor corrected rectifiers, is commonly referred to as average current mode control.
  • Application to closed loop control of DC-AC inverters or AC-DC converters is often referred to as the suboscillation method or the ramp comparison method.
  • the main advantage of the carrier fill width modulation method is that the switching frequency can be kept constant.
  • the biggest disadvantage is that there is a limit to the amount of gain of the compensator. This is because of the multiple crossing problem that occurs when the slope of the reference signal is greater than the slope of the carrier signal (see Non-Patent Document 4-7).
  • the slope of the reference signal becomes large in proportion to the proportional gain of the compensator or the gain in the high frequency region, thus limiting the magnitude of the gain.
  • the limit of this gain is often less than the desired or required value.
  • Another disadvantage is the inability to increase the asymmetry of variations in the parameters and parameters of the system.
  • the hysteresis field width modulation method is also called an allowable band, bang-bang, or sliding mode field width modulation method.
  • Hysteresis The fill width modulation method is characterized in that the control signal is switched by comparing the hysteresis of the reference signal with a certain allowable band.
  • the hysteresis field width modulation method can be used only in closed loop control.
  • the hysteresis field width modulation method has excellent characteristics in terms of transient quiescent speed, steady state error, and adaptability.
  • the problem is that the switching frequency is not constant and varies greatly with the variation of various variables and parameters of the system. If the switching frequency is not constant, the switching power loss in the semiconductor switching element is not constant, which makes the heat dissipation and protection of the semiconductor switching element difficult. Difficulties also arise with filters and electro-magnetic compatibility (EMC) to suppress switching ripple.
  • EMC electro-magnetic compatibility
  • Another disadvantage is that it does not work properly when discontinuous current mode occurs. And because of the inability to synchronize, the performance is poor in a multiphase AC converter, and the harmonic neutralization in a multiphase DC interleaved converter Not applicable is also a big disadvantage.
  • Another fill width modulation method for closed loop control is a fixed (or constant) frequency pulse width modulation method. Also called peak current mode control.
  • the control signal is switched by a hysteresis comparison between a reference signal and a zero signal, and the control signal is switched at a certain period of time.
  • the advantage is that the switching frequency is constant, synchronized, and operates in discontinuous current mode. Basically, however, there is an offset error of half the switching ripple.
  • the duty ratio is greater than 0.5, it is unstable and low harmonics are generated.
  • the addition of a compensating gradient wave stabilizes even when the duty ratio is greater than 0.5. However, the larger the slope, the larger the offset error tracking error and the steady state error.
  • the fixed frequency field width modulation method with the compensation slope wave is similar to the closed loop Lobni carrier field width modulation method.
  • the gradient of the compensating gradient wave acts as the inverse of the proportional gain. The only difference is that hysteresis comparison is used.
  • the proportional gain can be made larger because there is no multi-crossing problem, but there is a disadvantage that a large offset error occurs-allowable band control hysteresis field width modulation method
  • the allowable band control hysteresis field width modulation methods described in Patent Document 1, Non-Patent Document 1, and Non-Patent Document 2 are notable. These methods provide a means to detect the switching frequency, and subtract the switching frequency signal detected from the reference switching frequency signal and adjust the allowable band signal through a compensator.
  • Tolerant band controlled hysteresis field width modulation methods have the advantage that the switching frequency is regulated while maintaining the superior characteristics of the hysteresis field width modulation method.
  • it is not very easy to implement and the switching performance of the switching frequency is not satisfactory.
  • detecting the switching frequency is not easy, and because the switching frequency and the allowable band are inversely related in nature.
  • Non-Patent Document 1 KANG, B. J .; LIAW, C. M. 'Robust hysteresis current-controlled PWM scheme with fixed switching frequency', IEE Proc. Electr. Power Appl., Vol. 148, No. 6, 2001, p 503-512.
  • Non-Patent Document 2 HUERTA, SC; ALOU, P .; OLIVER, JA; GARCIA, O .; COBOS, JA; ABOU-ALFOTOUH, AM 'Nonlinear control for dc— dc converters based on hysteresis of the Cout current with a frequency loop to operate at constant frequency ', IEEE Transactions on Industrial Electronics. Vol. 58, No. 3, 2011, p 1036-1043.
  • Non-Patent Document 3 MOHAN, N .; UNDELAND, T. M .; ROBBINS, W. P. Power Electronics: Converters, Applications, and Design, John Wiley & Sons, 1989, ISBN 0-471-50537-4.
  • Non-Patent Document 4 DIXON, L. 'Average current mode control of switching power supplies', Unitrode application note, 1990.
  • Non-Patent Document 5 BROD, D. M .; NOVOTNY, D. W. 'Current control of VSI-PWM Inverter', IEEE Transactions on Industry Applications. Vol. 21, No. 4, 1985, p 562-570.
  • Non-Patent Document 6 HOLTZ, J. 'Pulsewidth modulation for electronic power conversion', Proceedings of the IEEE. Vol. 82, No. 8, 1994, p 1194-1214.
  • Non-Patent Document 7 KAZMIERKOWSKI, M. P .; MALESANI, L.'Current control techniques for three-phase voltage-source PWM converters; a survey ', IEEE Transactions on Industrial Electronics. Vol. 45, No. 5, 1998, p 691 703.
  • Non-Patent Document 8 YU, F .; LEE, FC; MATTAVELLI, P. ⁇ small signal model for average current mode control based on describing function approach ', in IEEE Energy Conversion Congress and Exposition Conference Record, 2011, p 405- 412.
  • Non-Patent Document 9 REDL, R .; SUN, J, 'Ripple-based control of switching regulators' an overview', IEEE Transactions on Power Electronics. Vol. 24, No. 12, 2009, p 2669-2680.
  • the main object of the present invention is a prior art allowable band control hysteresis ' pill width modulation method To improve or overcome the shortcomings of the law
  • the first object of the present invention is to maintain the excellent characteristics of the hysteresis field width modulation method, switching frequency is easy to implement, easy to implement, excellent switching performance of the switching frequency, 2-level, multi-level, and It is to provide a pulse width modulation method that can be applied to a polyphase power converter.
  • the second object of the present invention is to maintain the excellent characteristics of the hysteresis pulse width modulation method, the switching frequency is regulated, easy to implement, the switching performance is excellent, the synchronization is possible, even in the discontinuous current mode It is intended to provide a fill width modulation method that operates and can be used in open loop control as well as closed loop control and can be applied to two-level, multi-level, and multiphase power converters.
  • the present invention is largely two kinds.
  • the first invention achieves the first object, and the second invention achieves the second object.
  • MATLAB which is a computer programming language
  • the symbols in parentheses in the description of the feature are variables or values in the MATLAB description.
  • a control method for a power converter comprising: a field width modulation method of receiving a reference signal and outputting a control signal to an output;
  • the pulls width modulation method comprising a.
  • a fold width modulation method for controlling a two-level power converter that can be selectively controlled at two levels, the control signal s being output to a reference signal vr as an input;
  • Field width modulation method comprising a.
  • a spread that receives a reference signal (vr) as an input and outputs a control signal (s) and a level control signal (ss) as outputs.
  • vr reference signal
  • s control signal
  • ss level control signal
  • control signal (s) When the control signal (s) is at a low level (0) and the reference signal (vr) is greater than the allowable band signal (vb), changing the additive control signal (s) to a high level (1);
  • Field width modulation method comprising a.
  • the field width modulation method for controlling a multi-phase power converter in which the number of phases (N) is two or more, receiving a reference signal (vr) as an input and outputting a control signal (s) as an output for each phase (m). ; Providing a permit band signal vb and a timer signal vt for each phase; Setting the reference switching period Ts and the integral gain Ki;
  • control signal s is at a high level (1) and the reference signal
  • control signal s is at a low level (0) and the reference signal
  • Field width modulation method comprising a.
  • the control signal s is at a high level (1) and the reference signal when (vr) is less than the negative value of the allowed band signal (vb), changing the control signal (s) to a low level (0) and increasing the switching number signal (ns) by one;
  • control signal s For each phase m, when the control signal s is at a low level (0) and the reference signal vr is greater than the allowable band signal vb, the control signal s is set to a high level (1). ) And increasing the switching number signal ns by one; And
  • the integral gain Ki is multiplied by two times the reference switching period Ts minus the timer signal vt. Adding to the allowed band signal (vb), making the timer signal (vt) zero, and making the switching number signal (ns) zero;
  • Field width modulation method comprising a.
  • a control method for a power converter comprising: a field width modulation method of receiving a reference signal as an input and outputting a control signal to an output;
  • Field width modulation method comprising a.
  • Features of a Two-Level Fill Width Modulation Method Embodiment of the Second Invention The features of the 2 ⁇ level spread width modulation method embodiment of the second invention may be described as follows.
  • a fold width modulation method for controlling a two-level power converter that can be selectively controlled at two levels, the control signal s being output to a reference signal vr as an input;
  • control signal (s) When the control signal s is at a high level (1) and the reference signal (vr) is smaller than the negative value of the carrier band signal (vc), the control signal (s) is changed to a low level (0) and Adding the step value (b) to the carrier band signal (vc); Otherwise, when the control signal s is at a low level (0) and the reference signal vr is greater than the carrier band signal vc, the control signal s is changed to a high level (1), and the Adding the stem value (b) to the carrier band signal (vc);
  • Field width modulation method comprising a.
  • a field receiving a reference signal (vr) as an input and sending a control signal (s) and a level control signal (ss) as outputs
  • vr reference signal
  • s control signal
  • ss level control signal
  • control signal (s) When the control signal s is at a high level (1) and the reference signal (vr) is smaller than the negative value of the carrier band signal (vc), the control signal (s) is changed to a low level (0) and Adding the step value (b) to the carrier band signal (vc); Otherwise, when the control signal s is at a low level (0) and the reference signal vr is greater than the carrier band signal vc, the control signal s is changed to a high level (1), and the Adding the step value (b) to the carrier band signal vc;
  • Field width modulation method comprising a.
  • each phase For control of a multi-phase power converter in which the number of phases (N) is two or more, each phase
  • control signal s For each phase m, when the control signal s is at a high level (1) and the reference signal vr is smaller than the negative value of the carrier band signal vc, the control signal s is Change to low level (0) and add the step value (b) to the carrier band signal (vc); Otherwise, when the control signal s is at a low level (0) and the reference signal vr is greater than the carrier band signal vc, the control signal s is changed to a high level (1), Adding the step value (b) to the carrier band signal (vc);
  • Field width modulation method comprising a.
  • the auxiliary control signal sa is at high level (1).
  • the control signal (s) is at high level (1) and the reference signal (vr) is the carrier band signal (vc). Negative When smaller than the value, changes the control signal s to a low level (0); Otherwise, when the auxiliary control signal sa is low level (0) and the control signal s is low level (0) and the reference signal vr is greater than the carrier bend signal vc, Changing the control signal (s) to a high level (1); And
  • the step value (b) is added to the carrier band signal vc, and the Change auxiliary control signal sa to low level (0);
  • the step value (b) is added to the carrier band signal vc, and the auxiliary Changing the control signal sa to the high level 1;
  • the spread width modulation method comprising a.
  • i i + l / L * (v-R * i-e) * dt;
  • the following is an example of a MATLAB simulation program for the multi-level spread width modulation method of the first invention. Except for the multi-level, it is the same as the two-level fill width modulation method just presented, and shows almost the same characteristics. Running with varying number of levels (NL) and magnitudes of electromotive force (em) will reveal a variety of multi-level behaviors. The presentation of execution results is omitted. clear all; clc; close all
  • the following is an example MATLAB prototype for the 2 ⁇ level pulse width modulation method of the second invention.
  • DC-to-AC conversion the load is inductance (L), resistance (R), and electromotive force (e) o
  • L inductance
  • R resistance
  • e electromotive force
  • 2 is a result of execution when the proportional gain Kp is 50.
  • FIG. 2 shows that the switching frequency is regulated with stabilization of the carrier band signal vc. The same is true even if the initial value of the carrier band signal vc is changed, the inductance L is changed, or the electromotive force e is changed.
  • the second invention unlike the carrier spread width modulation method, has no limit on the size of the proportional gain Kp of the compensator, and therefore, the gain of the compensator can be increased as desired or necessary. Then, compared to the carrier fill width modulation method, an improvement effect can be obtained in almost all aspects such as transient response speed, following error and steady state error, redness for system variation, and burden of precision tuning. In addition, since there is no limit to the gain of the compensator, there is a large margin in the gain value, thereby improving the reliability, versatility, and convenience. However, if the proportional gain Kp is increased, the allowable band signal vb becomes flat and the transient time for stabilizing the switching period becomes long.
  • the second invention can employ other compensators such as proportional-integral compensators, but in most cases the proportional compensators show good performance. clear all; clc; close all
  • i i + l / L * (v-R * i-e) * dt;
  • the following is an example of a MATLAB simulation program for checking the operation in the open loop control of the second invention.
  • 4 shows the execution result of the program.
  • the second invention shows the same result as the triangular carrier spread width modulation method in open loop control. clear all; clc; close all
  • the second invention shows the same result as the triangular carrier fill width modulation method when the gain of the compensator is reduced not only in the open loop control but also in the closed loop control. However, in the triangular carrier fill width modulation method, the multi-crossing problem does not occur.
  • the second invention can be seen to extend the slope portion of the triangular carrier fill width modulation method so that no multi-crossing problem occurs regardless of the size of the compensator gain.
  • the second invention is the same as the hysteresis field width modulation method when the gain of the compensator is infinite. Multi-level fill width modulation method simulation program of the second invention
  • i i + l / L * (v-R * i-e) * dt;
  • i i + l / L * (v-R * i-e) * dt;
  • i i + l / L * (v-R * i-e) * dt;
  • two-level two-phase converters are equivalent to three-level converters.
  • a three-level fill width modulation method may be used.
  • FIG. 7 shows the execution result of the program.
  • 7A shows the modulation reference signal (vr) and the carrier signal (vc) of the first phase
  • FIG. 7B shows the DC axis neutral point of the first phase-the reference phase voltage (V)
  • FIG. 7C shows the neutral point of the AC phase of the first phase-the reference phase voltage ( vn)
  • FIG. 7D shows the reference current (ir) and the output current (0) of the first phase
  • FIG. 7E shows the generated torque (T).
  • the multi-phase pillar width modulation method of the second invention not only causes the switching frequency to be regulated, but also is ' synchronized, so that harmonic generation is relatively low. And low speed instant change There is no limit cycle even when tuning is low.
  • the proportional gain Kp is too large, the polyphase may not be synchronized and may operate similar to the hysteresis field width modulation method, or the polyphase may be undesirably synchronized. Therefore, it is necessary to make the proportional gain Kp not too large. Instead, it is desirable to add an integral gain to further reduce the error. clear all; clc; close all
  • Prior allowed band control hysteresis Field width modulation methods are characterized by providing a means for detecting the switching frequency, subtracting the detected switching frequency signal from the reference switching frequency signal and adjusting the allowed band signal through a compensator. While the preceding methods maintain the excellent characteristics of the hysteresis field width modulation method, the switching frequency is legulated, but the implementation is not very easy and the switching performance of the switching frequency is not satisfactory. Essentially, detecting the switching frequency is not easy, and because the switching frequency and the allowable band are inversely related in nature.
  • the first invention feeds back the allowable band with a switching period rather than switching frequency.
  • the main feature is to provide a means for detecting the switching period, and to adjust the allowed band signal by subtracting the switching period signal detected from the reference switching period signal and going through a sampling compensator.
  • the switching period is the inverse of the switching frequency.
  • the switching cycle can be detected accurately every cycle with a simple timer.
  • the switching period and the allowable band are proportional in nature. Therefore, the first invention is based on the preceding methods. Compared to this, it is easy to implement and the regulation performance of switching frequency is satisfactory.
  • the first invention can be applied to two-level, multi-level, and multiphase power converters.
  • the first invention has the disadvantage that synchronization is not possible, does not operate in discrete current mode, and cannot be used in open loop control.
  • the second aspect of the present invention is to reduce the carrier bend signal with a constant phase over time, and to add a constant step value to the carrier band signal when switching the control signal. Adjusting the carrier band signal in this way is very easy to implement. And basically, the second invention has not only the excellent characteristics of the hysteresis field width modulation method but also the excellent characteristics of the carrier field width modulation method. That is, synchronization is possible and can be used for open loop control as well as closed loop control. The second invention works even in discontinuous current mode. And can be applied to two-level, multi-level, and polyphase power converters.
  • the second invention unlike the carrier spread width modulation method, has no limit on the size of the proportional gain of the compensator and thus the gain of the compensator can be increased as desired or necessary. Then, compared with the carrier pulse width modulation method, an improvement effect can be obtained in almost all aspects such as transient quiescent speed, following error and steady state error, redness to system variation, and burden of precision tuning. In addition, since there is no limit to the gain of the compensator, there is a large margin in the gain value, and thus an effect of improving reliability, generality, and convenience can be obtained. (This improvement is particularly beneficial in power management integrated circuits and motor-drive integrated circuits.) However, increasing the proportional gain results in longer transients that flatten the allowable band signal and stabilize the switching cycle. Lose.
  • proportional gain is very large, the transient time is extremely short, and it is rare that the proportional gain needs to be very large.
  • other compensators such as proportional-integral compensators can be employed, but in most cases, proportional compensators show good performance.
  • the second aspect of the invention when the gain of the compensator is reduced, the same results as in the triangular carrier fill width modulation method are obtained. However, in the triangular carrier fill width modulation method, the multi-crossing problem does not occur.
  • the second invention can be seen to extend the slope portion of the triangular carrier fill width modulation method so that no multi-crossing problem occurs regardless of the size of the compensator gain.
  • the second invention is the same as the hysteresis field width modulation method when the gain of the compensator is infinite.
  • the second invention includes a triangular carrier spread width modulation method and a hysteresis field width modulation method at both ends of the compensator gain are one theoretical proof of the superiority of the second invention.
  • ⁇ Brief Description of Drawings ⁇ 1 is a simulation example of the two-level fill width modulation method of the first invention.
  • 2 is a simulation example of the two-level fill width modulation method of the second invention.
  • 3 is a simulation example of the discontinuous current mode of the second invention.
  • 5 is an example simulation for the multi-level fill width modulation method of the second invention.
  • 6 is a simulation example of a two-phase pillar width modulation method of the second invention.
  • 7 is a simulation example of the polyphase fill width modulation method of the second invention.
  • the slope and step values of the carrier band signal may be nonlinear or variable for the purpose of limiting the size of the switching ripple or dispersing the frequency spectrum of the switching ripple.
  • the present inventions can be implemented and used in an analog or digital manner.
  • the present inventions can be implemented and used in discrete circuits or integrated circuits.
  • the present invention may be used in a control integrated circuit, a power management integrated circuit, or a motor driving integrated circuit before the fill width modulation.
  • the present invention can be used in all power converters or devices including the power converter.

Abstract

The present invention relates to a pulse width modulation method for controlling almost all types of switching power converters. The first purpose of the present invention is to provide a pulse width modulation method which can regulate a switching frequency while maintaining excellent characteristics of a hysteresis pulse width modulation method, and which can be easily implemented, has an excellent switching frequency regulation performance, and is applicable to 2-level, multi-level and multi-phase power converters. The second purpose of the present invention is to provide a pulse width modulation method which is capable of synchronization and which can operate even in a discontinuous current mode and can be used for an open-loop control as well as a closed-loop control, in addition to the first purpose. The first invention is mainly characterized by providing a means for detecting a switching period and adjusting an allowable band signal by subtracting the detected switching periodic signal from a reference switching periodic signal and passing the remainder through a sample compensator. The second invention is mainly characterized by reducing a carrier band signal at a constant slope with time and adding a specific step value to the carrier band signal when switching a control signal. The present inventions can be used for applications, in particular, in current control integrated circuits for pulse width modulation, power management integrated circuits or motor driving integrated circuits.

Description

【명세서】  【Specification】
【발명의 명칭】  [Name of invention]
전력 변환기의 제어를 위한 필스 폭 변조 방법 【기술분야】  Filth Width Modulation Method for Control of Power Converter
본 발명은 전력 변환기의 제어를 위한 필스 폭 변조 방법에 관한 것으로, 더 욱 상세하게는 강압 변환기, 승압 변환기, 강승압 변환기 등의 직류 -직류 변환기 또 는 스위칭 레귤레이터; 반-브리지 변환기, 전-브리지 변환기, 푸쉬-풀 변환기, 포워 드 변환기, 플라이백 변환기 등의 직류 스위치 모드 전력 공급기 또는 층전기; 역률 교정 정류기, 필스 폭 변조 컨버터 등의 단상 교류 -직류 변환기; 반-브리지 인버터, 전-브리지 인버터, 푸쉬-풀 인버터 등의 단상 직류 -교류 변환기, 필스 폭 변조 전력 증폭기, 또는 전동기 구동기; 3상-브리지 인버터 또는 3상 전동기 구동기; 3상 -브리 지 컨버터; 다상-브리지 인버터 또는 다상 전동기 구동기; 다상-브리지 컨버터 등 거 의 모든 스위칭 (혹은 정지형) 전력 변환기의 제어를 위한 필스 폭 변조 방법에 관한 것이다.  The present invention relates to a fill width modulation method for controlling a power converter, and more particularly, a DC-DC converter or a switching regulator such as a step-down converter, a step-up converter, a step-down converter, and the like; DC switch mode power supplies or floor electric devices such as half-bridge converters, all-bridge converters, push-pull converters, forward converters, and flyback converters; Single-phase AC-DC converters such as power factor correcting rectifiers and fill width modulation converters; Single-phase DC-AC converters such as half-bridge inverters, all-bridge inverters, push-pull inverters, fill width modulated power amplifiers, or motor drivers; Three-phase bridge inverter or three-phase electric motor driver; Three-phase bridge converter; Polyphase-bridge inverters or polyphase motor drivers; It relates to a fill width modulation method for the control of almost all switched (or stationary) power converters, including polyphase-to-bridge converters.
【배경기술】 Background Art
스위칭 전력 변환기  Switching power converter
전력 변환은 공급되는 전력을 필요한 전력으로 변환하는 것이다. 이러한 전 력 변환은, 수 W 이하의 작은 전력에서부터 수 MW 이상의 큰 전력에 이르기까지, 전력을 사용하는 거의 모든 경우에서 필요하다.  Power conversion is to convert the power supplied to the required power. This power conversion is necessary in almost all cases of power use, from small powers of several W or less to large powers of several MW or more.
전력 변환의 중요한 목표 중의 하나는 전력 손실을 줄여서 효율을 높이는 것이다. 스위칭 전력 변환기 (이하 전력 변환기라고 부름.)는 높은 효율을 달성하기 위 한 수단으로서 무손실 제어 소자인 스위치를 사용한다. 무손실 스위치는 이상적인 것 이며, 다이오드나 트랜지스터와 같은 실제의 반도체 스위칭 소자들에서는 다소의 은 상태 손실과 스위칭 손실 등이 발생한다.  One of the important goals of power conversion is to increase power efficiency by reducing power loss. Switching power converters (hereinafter referred to as power converters) use a switch which is a lossless control element as a means to achieve high efficiency. Lossless switches are ideal, and some real state switching and switching losses occur in real semiconductor switching devices such as diodes and transistors.
스위치는 연속 제어가 가능하지 않고 온 -오프 제어 (혹은 스위칭)만이 가능한 소자이다. 때문에 전력 변환기들은 각각의 회로 구성 및 스위치들의 스위칭에 따라서 전압 또는 전류 출력이 단지 한정된 레벨로 선택적으로 제어될 수 있다.  A switch is a device that is not capable of continuous control but only on-off control (or switching). The power converters can thus be selectively controlled to only a limited level of voltage or current output depending on the respective circuit configuration and switching of the switches.
가장 널리 활용되고 있는 것은 2-레벨 변환기들이다. 강압 변환기, 승압 변 환기, 강승압 변환기 등의 직류 -직류 변환기 또는 스위칭 레글레이터; 반-브리지 변 환기, 전-브리지 변환기, 푸쉬-풀 변환기, 포워드 변환기, 플라이백 변환기 등의 직류 스위치 모드 전력 공급기; 역률 교정 정류기; 반—브리지 인버터, 푸쉬-풀 인버터 등 의 단상 직류 -교류 변환기, 필스 폭 변조 전력 증폭기ᅳ 또는 전동기 구동기 등이 2- 레벨 변환기에 속한다. , The most widely used are two-level converters. DC-DC converters or switching regulators such as step-down converters, step-up transformers, step-down converters, and the like; DC switch mode power supplies such as half-bridge converters, all-bridge converters, push-pull converters, forward converters, and flyback converters; Power factor correcting rectifier; Single-phase DC-to-AC converters such as half-bridge inverters, push-pull inverters, field width modulated power amplifiers, or motor drivers, etc. Belongs to level translator. ,
다 -레벨 변환기는 2-레벨 변환기들에 비해 출력의 품질이 더 우수하지만 회 로 구성은 더 복잡하다. 널리 활용되고 있는 전 브리지 인버 터 및 중성 점 클램프 (NPC: Neutral Point Clamp) 변환기는 3-레벨 변환기로서 대표적 인 다 -레벨 변환 기 이다.  Multi-level converters have better output quality than two-level converters, but the circuit configuration is more complex. Widely used full bridge inverters and neutral point clamp (NPC) transducers are the typical multi-level transducers as three-level transducers.
2-레벨 변환기 또는 다 -레벨 변환기들을 다상 연결하여 다상 변환기를 구성 할 수 있다. 3상 브리지 변환기가 대표적인 다상 변환기이다. 전 브리지 인버터는 2- 레벨의 2상 변환기로도 볼 수 있다. 직류 -직류 인터 리브드 (interleaved) 변환기도 다 상 변환기에 속한다. 다상 변환기는 주로 다상 전동기나 발전기의 구동에 활용된다. 전력 변환기의 제어 ' Multi-phase transducers can be configured by connecting two-level transducers or multi-level transducers in multiple phases. Three-phase bridge converter is a representative polyphase converter. Full-bridge inverters can also be seen as two-level two-phase converters. DC-DC interleaved converters are also multiphase converters. Polyphase converters are mainly used to drive polyphase motors or generators. Control of power converters ''
전력 변환의 또 다른 중요한 목표 중의 하나는 오차를 줄여서 정 확도를 높 이는 것이다. 전력 변환 기술의 초기에는 주로 개 루프 제어가 사용되 었다. 이후 폐 루프 제어가 정확도 및 적웅성을 높일 수 있다는 것 이 알려지 면서 점차 확산되 었다.  Another important goal of power conversion is to increase accuracy by reducing errors. In the early days of power conversion technology, mainly open loop control was used. Since then, closed-loop control has become increasingly known to increase accuracy and acuity.
폐 루프 제어는 여 러 가지 가 가능하지만, 선형 피드백 제어가 대표적 이다. 선형 피드백 제어는 기준 출력 신호에서 출력 신호를 뺀 오차 신호를 선형 보상기를 거 쳐서 입 력 신호로 하는 제어 이다. 선형 보상기로는 비 례 보상기 , 비 례 -적분 보상 기, 비 례 -적분 -미분 보상기 등이 대표적 이다. 선형 피드백 제어는 구현이 용이하며 결과를 보장할 수 있다는 장점을 갖는다.  Closed loop control is possible, but linear feedback control is typical. Linear feedback control is a control in which an error signal obtained by subtracting an output signal from a reference output signal is an input signal through a linear compensator. Examples of linear compensators include proportional compensators, proportional-integral compensators, and proportional-integral- derivative compensators. Linear feedback control has the advantage of being easy to implement and guaranteeing results.
일반적으로 보상기의 비 례 이득을 크게 할수록 추종 오차 및 정상 상태 오 차가 작아진다. 그리고 비 례 이득을 크게 할수록, 시스템 전달 함수의 우세 극이 실 수인 조건에서, 과도 웅답 속도가 빨라진다. 시스템 전달 함수의 우세 극이 복소수 쌍이 되면 비 례 이득을 크게 해도 과도 응답 속도는 빨라지지 않으며 진동의 주파수 가 커 진다. 적분 이득도 정상 상태 오차를 줄이는 효과를 낸다. 적분 이득이 클수록 그리고 주파수가 낮을수록 효과가 커지며, 직류 정상 상태 오차는 적분 이득의 크기 와 관계없이 0이 된다. 그러나 시스템의 차수가 증가하는 것이 단점 이 다. 기본적으로 과도 웅답 속도에는 부의 영향을 미치는데, 시스템 전달 함수의 우세 극이 실수인 조 건에서는 적분 이득을 크게 할수록 과도 웅답 속도의 부 영 향이 적어진다. 시스템 전 달 함수의 우세 극이 복소수 쌍이 되 면 적분 이득을 크게 해도 과도 웅답 속도는 빨 라지지 않으며 진동의 주파수가 커진다. 미분 이득은 시스템 전달 함수의 우세 극이 복소수 쌍인 경 우에 과도 웅답 속도를 빠르게 할 목적으로 사용될 수 있다. 주파수 영 역에서 보상기를 설계하는 방법도 많이 사용된다. 어 떤 주파수에서 의 정 확도는 보 상기의 그 주파수에서의 이득에 비 례한다. 일반적으로 보상기의 이득을 크게 할수록 시스템의 여 러 가지 변수 및 파라미 터의 변동에 대한 적웅성 이 높아진다. 전력 변환기의 입력 및 출력 회로는 다양하다. 그러나 출력 전압 단자들에 직렬 인덕터 (혹은 등가 인덕턴스)가 연결되는 것이 보통이다. (전류원 변환기는 전압 원 변환기의 쌍대이다.) 제어 출력도 다양하다. 예컨대, 스위칭 레귤레이터, 스위치 모드 전력 공급기, 및 필스 폭 변조 전력 증폭기 등의 경우에는 필터 커패시터의 전 압이 제어 출력이 될 수 있으며, 전동기 구동기의 경우에는 전동기 속도가 제어 출력 이 될 수 있다. 그렇지만, 직렬 인덕터의 전류 제어를 마이너 루프로 포함하는 제어 방법들의 성능이 우수하다는 것이 알려져 있다. 최근에는 필터 커패시터의 등가 직렬 저항을 활용하는 이른바 리플 -기반 전압 제어 방법도 주목을 받고 있다. 전력 변환기 의 제어 출력 및 보상기의 종류가 다양하더라도, 필스 폭 변조 방법들은 대개 공통적 으로 적용될 수 있다. 필스 폭 변조 방법 In general, the larger the proportional gain of the compensator, the smaller the tracking error and steady-state error. And the greater the proportional gain, the faster the transient response speed, given the prevailing pole of the system transfer function. If the dominant poles of the system transfer function are complex pairs, increasing the proportional gain does not speed up the transient response and increases the frequency of vibration. Integral gain also has the effect of reducing steady-state error. The larger the integral gain and the lower the frequency, the greater the effect, and the DC steady-state error is zero regardless of the magnitude of the integral gain. However, an increase in the order of the system is a disadvantage. Basically, it has a negative effect on the transient response rate. In a condition where the dominant pole of the system transfer function is a real number, the larger the integral gain, the less the negative effect of the transient response rate. If the dominant poles of the system transfer function are complex pairs, increasing the integral gain does not speed up transient transients and increases the frequency of vibration. The derivative gain can be used for the purpose of speeding up the transient response when the dominant pole of the system transfer function is a complex pair. There are also many methods of designing compensators in the frequency domain. The accuracy at any frequency is proportional to the gain at that frequency above compensation. In general, the larger the gain of the compensator, the higher the asymmetry for variations in the various variables and parameters of the system. The input and output circuits of the power converter vary. However, a series inductor (or equivalent inductance) is usually connected to the output voltage terminals. (A current source converter is a pair of voltage source converters.) The control outputs also vary. For example, in the case of a switching regulator, a switch mode power supply, a fill width modulated power amplifier, the voltage of the filter capacitor may be the control output, and in the case of the motor driver, the motor speed may be the control output. However, it is known that the performance of the control methods including the current control of the series inductor in the minor loop is excellent. Recently, a so-called ripple-based voltage control method that uses the equivalent series resistance of the filter capacitor has also attracted attention. Although the control outputs of compensators and the types of compensators vary, the fill width modulation methods can usually be applied in common. Fill width modulation method
전력 변환기들은 연속 제어가 가능하지 않고 단지 한정된 레벨로 선택적으 로 제어될 수 있기 때문에 필스 폭 변조 방법이 필요하다. 전력 변환기의 제어를 위 한 필스 폭 변조 방법은 기준 신호 (기준 제어 신호)를 입력으로 받아서 제어 신호 (전 력 변환기를 제어하기 위한 신호)를 출력으로 내보낸다. 필스 폭 변조 방법은 2—레벨 필스 폭 변조 방법이 기본이며, 3-레벨 등 다 -레벨 필스 폭 변조 방법으로 확장된다. 또한 다상 필스 폭 변조 방법으로 확장된다. 필스 폭 변조 방법들 중에서 대표적인 것은 반송파 필스 폭 변조 방법, 히스테리시스 필스 폭 변조 방법, 및 고정 주파수 필스 폭 변조 방법이며, 이 방법들은 고전적이지만 현재까지도 널리 활용되고 있다. 반송파 필스 폭 변조 방법  Power converters require a fill width modulation method because they are not capable of continuous control and can be selectively controlled to only a limited level. The field width modulation method for controlling the power converter receives a reference signal (reference control signal) as an input and outputs a control signal (signal for controlling the power converter) as an output. The fill width modulation method is based on a two-level fill width modulation method and is extended to a multi-level fill width modulation method such as three-level. It also extends to the polyphase fill width modulation method. Among the pillar width modulation methods, the carrier pillar width modulation method, the hysteresis pillar width modulation method, and the fixed frequency pillar width modulation method are classical, but are still widely used. Carrier Field Width Modulation Method
반송파 필스 폭 변조 방법은 기준 신호와 높은 주파수의 반송파 신호의 비 교를 통해서 제어 신호를 스위칭하는 것이 주요 특징이다. 그러면, 제어 신호의 스위 칭 주파수는 반송파 신호의 주파수와 같게 된다. 반송파 신호로는 삼각파 또는 톱니 파가 주로 사용된다. 반송파 필스 폭 변조 방법은 개 루프 제어 및 폐 루프 제어 모 두에서 사용될 수 있다.  The main feature of the carrier fill width modulation method is to switch the control signal by comparing the reference signal with a high frequency carrier signal. Then, the switching frequency of the control signal is equal to the frequency of the carrier signal. As a carrier signal, a triangular wave or a sawtooth wave is mainly used. The carrier fill width modulation method can be used in both open loop control and closed loop control.
반송파 펼스 폭 변조 방법은 아날로그 회로로 구현될 수 있었기 때문에 전 력 변환 기술의 초기부터 사용되었다. 이후 디지털 기술이 발달하면서 스위칭 주기의 표본화 필스 폭 변조 방법들이 등장하였다. 3상 직류—교류 전력 변환기의 공간 백터 필스 폭 변조 방법이 대표적인 예이다. 그러나 스위칭 주기의 표본화에 의한 시 지연 이 폐 루프 제어에 나쁜 영향을 준다는 것이 알려지면서, 시 지연이 발생하지 않는 실시간 비교 반송파 필스 폭 변조 방법의 역할이 다시 중요하게 되었다. 실시간 비교 반송파 필스 폭 변조 방법은 아날로그 구현이 기본이지만, 표본화 주기를 스위칭 주 기보다 훨씬 짧게 하면 디지털 방법으로도 구현될 수 있다. The carrier spread width modulation method has been used since the early days of power conversion techniques because it could be implemented with analog circuitry. Since the development of digital technology, sampling field width modulation methods of switching periods have emerged. The spatial vector fill width modulation method of three-phase DC-AC power converter is a representative example. However, as time delays due to sampling of switching cycles are known to adversely affect closed loop control, the role of real-time comparative carrier field width modulation without time delays becomes important again. Real-time comparison carrier field width modulation method is based on analog implementation, but switching the sampling period Much shorter than this can be implemented digitally.
반송파 필스 폭 변조 방법을 직류 -직류 변환기, 스위 칭 레글레이터 , 또는 역 률 교정 정류기 등의 폐 루프 전류 제어에 적용하는 것은 흔히 평균 전류 모드 제어 (average current mode control)라고 불린다. 그리고 직류 -교류 인버터 또는 교류- 직류 컨버터 의 폐 루프 제어에 적용하는 것은 흔히 부진동 방법 (suboscillation method) 또는 경사파 비교 방법 (ramp comparison method) 등으로 불린다.  The application of carrier fill width modulation to closed loop current control, such as direct-to-dc converters, switching regulators, or power factor corrected rectifiers, is commonly referred to as average current mode control. Application to closed loop control of DC-AC inverters or AC-DC converters is often referred to as the suboscillation method or the ramp comparison method.
반송파 필스 폭 변조 방법은 스위 칭 주파수를 일정하게 유지할 수 있다는 것이 가장 큰 장점 이다. 반면에, 폐 루프 제어의 경우에 보상기의 이득의 크기에 한 계가 주어진다는 것 이 가장 큰 단점 이다. 기준 신호의 기울기가 반송파 신호의 기울 기보다 클 때에 발생하는 다중 교차 문제 때문이다 (비특허문헌 4-7 참조). 기준 신 호의 기울기는 보상기의 비 례 이득 또는 높은 주파수 영 역 에서의 이득에 비 례해서 커지며, 따라서 이득의 크기에 한계가 발생한다. 그런데 실제 웅용에서 이 이득의 한 계는 바람직 한 또는 필요한 값보다 작은 경우가 대부분이다. 결국, 과도 웅답 속도를 충분히 빠르게 할 수 없으며, 추종 오차 및 정상 상태 오차를 층분히 줄일 수 없게 된다. 보상기의 이득을 정밀하게 튜닝 해야 하 부담도 단점 이다. 시스템의 여 러 가 지 변수 및 파라미 터의 변동에 대한 적웅성을 층분히 높일 수 없다는 것도 단점 이다.  The main advantage of the carrier fill width modulation method is that the switching frequency can be kept constant. On the other hand, in closed loop control, the biggest disadvantage is that there is a limit to the amount of gain of the compensator. This is because of the multiple crossing problem that occurs when the slope of the reference signal is greater than the slope of the carrier signal (see Non-Patent Document 4-7). The slope of the reference signal becomes large in proportion to the proportional gain of the compensator or the gain in the high frequency region, thus limiting the magnitude of the gain. In practice, however, the limit of this gain is often less than the desired or required value. As a result, it is not possible to speed up the transient quick speed sufficiently and it is impossible to sufficiently reduce the tracking error and the steady state error. It is also a disadvantage to precisely tune the compensator's gain. Another disadvantage is the inability to increase the asymmetry of variations in the parameters and parameters of the system.
기준 신호에 포함되는 스위칭 리플을 억 제하기 위하여 표본화를 하거나 필 터를 사용하는 것은 보상기의 이 득을 크게 하는 데에 도움이 되지 못한다. 표본화나 필터의 시 지 연 때문에 진동 및 발산이 발생하기 때문.이다. 히스테리시스 필스 폭 변조 방법  Sampling or using filters to suppress switching ripples included in the reference signal does not help increase the compensator's gain. This is because vibrations and divergence occur because of sampling or delays in the filter. Hysteresis Field Width Modulation Method
히스테리시스 필스 폭 변조 방법은 허용 밴드, 뱅 -뱅, 또는 슬라이 딩 모드 필스 폭 변조 방법 등으로도 불린다. 히스테리시스 필스 폭 변조 방법은 기준 신호와 일정한 허용 밴드의 히스테리시스 비교를 통해서 제어 신호를 스위칭 하는 것 이 주요 특징 이다. 히스테리시스 필스 폭 변조 방법은 폐 루프 제어에서만 사용될 수 있다.  The hysteresis field width modulation method is also called an allowable band, bang-bang, or sliding mode field width modulation method. Hysteresis The fill width modulation method is characterized in that the control signal is switched by comparing the hysteresis of the reference signal with a certain allowable band. The hysteresis field width modulation method can be used only in closed loop control.
히스테리시스 필스 폭 변조 방법은 과도 웅답 속도, 정상 상태 오차, 적응성 등의 측면에서 매우 우수한 특성을 갖는다. 그러나 스위칭 주파수가 일정하지 않고 시스템의 여 러 가지 변수 및 파라미 터의 변동에 따라서 크게 변한다는 문제를 가지 고 있다. 스위칭 주파수가 일정하지 않으면 반도체 스위칭 소자에서의 스위 칭 전력 손실도 일정하지 않으며, 그러면 반도체 스위 칭 소자의 방열 및 보호가 어 려워 진다. 스위칭 리플을 억제하기 위 한 필터 및 전기자기 양립기술 (EMC: Electro-Magnetic Compatibility)에도 어 려움이 따른다. 불연속 전류 모드가 발생했을 때에는 제대로 동작하지 않는다는 것도 단점 이다. 그리고, 동기화를 할 수 없기 때문에 , 다상 교류 변환기에서 성능이 좋지 않으며, 다상 직류 인터리브드 변환기에서의 고조파 중화에 적용될 수 없다는 것도 큰 단점 이다. 고정 주파수 필스 폭 변조 방법 The hysteresis field width modulation method has excellent characteristics in terms of transient quiescent speed, steady state error, and adaptability. However, the problem is that the switching frequency is not constant and varies greatly with the variation of various variables and parameters of the system. If the switching frequency is not constant, the switching power loss in the semiconductor switching element is not constant, which makes the heat dissipation and protection of the semiconductor switching element difficult. Difficulties also arise with filters and electro-magnetic compatibility (EMC) to suppress switching ripple. Another disadvantage is that it does not work properly when discontinuous current mode occurs. And because of the inability to synchronize, the performance is poor in a multiphase AC converter, and the harmonic neutralization in a multiphase DC interleaved converter Not applicable is also a big disadvantage. Fixed Frequency Field Width Modulation Method
폐 루프 제어를 위한 또 다른 필스 폭 변조 방법으로서 , 고정 (혹은 일정 ) 주파수 펄스 폭 변조 방법 이 있다. 피크 전류 모드 제어 라고도 불린다. 고정 주파수 필스 폭 변조 방법은 기준 신호와 0 신호의 히스테리시스 비교를 통해서 제어 신호 를 스위칭하고, 일정 한 주기의 시각에 제어 신호를 스위 칭하는 것이 주요 특징 이다. 스위칭 주파수가 일정하며, 동기화가 가능하며, 불연속 전류 모드에서도 동작한다는 것이 장점 이다. 그러나 기본적으로 스위칭 리플의 절반 크기의 오프셋 오차가 발생한 다. 또한 듀티 비가 0.5보다 크면 불안정하여 저차 고조파가 발생한다. 보상 경사파 를 추가하면 듀티 비가 0.5보다 클 때에도 안정하게 할 수 있다. 그러나 기울기가 클 수록 오프셋 오차 추종 오차, 및 정상 상태 오차가 더욱 커 진다. 적분 이 득올 추가하 거나 주파수 영 역에서 설계 보상기를 추가하더라도 오차를 층분히 줄일 수 없는 경우가 많다. 보상 경사파의 기을기 및 적분 이득을 정밀하게 류닝해야 하는 것도 부 담이며, 시스템의 여 러 가지 변수 및 파라미 터의 변동에 대한 적웅성을 충분히 높일 수 없다는 것도 단점 이다.  Another fill width modulation method for closed loop control is a fixed (or constant) frequency pulse width modulation method. Also called peak current mode control. In the fixed frequency field width modulation method, the control signal is switched by a hysteresis comparison between a reference signal and a zero signal, and the control signal is switched at a certain period of time. The advantage is that the switching frequency is constant, synchronized, and operates in discontinuous current mode. Basically, however, there is an offset error of half the switching ripple. Also, if the duty ratio is greater than 0.5, it is unstable and low harmonics are generated. The addition of a compensating gradient wave stabilizes even when the duty ratio is greater than 0.5. However, the larger the slope, the larger the offset error tracking error and the steady state error. Increasing the integration gain or adding a design compensator in the frequency domain often cannot reduce the error significantly. It is also necessary to precisely run the slope and integral gains of the compensating gradient wave, and the disadvantage of not being able to sufficiently increase the asymmetry for the fluctuations of various variables and parameters of the system.
. 보상 경사파를 추가한 고정 주파수 필스 폭 변조 방법은 폐 루프 롭니 반송 파 필스 폭 변조 방법과 유사하다. 보상 경사파의 기을기는 비 례 이득의 역수와 같은 역할을 한다. 다만 히스테리시스 비교를 사용하는 것 이 다르다. 다중 교차 문제가 없 기 때문에 비 례 이득을 더 크게 할 수 있지 만, 큰 오프셋 오차가 발생하는 단점 이 있 다- 허용 밴드 제어 히스테리시스 필스 폭 변조 방법  . The fixed frequency field width modulation method with the compensation slope wave is similar to the closed loop Lobni carrier field width modulation method. The gradient of the compensating gradient wave acts as the inverse of the proportional gain. The only difference is that hysteresis comparison is used. The proportional gain can be made larger because there is no multi-crossing problem, but there is a disadvantage that a large offset error occurs-allowable band control hysteresis field width modulation method
히스테리시스 필스 폭 변조 방법의 스위칭 주파수 변동 문제를 해결하기 위 한 방법으로서, 특허문헌 1, 비특허문헌 1, 및 비특허문헌 2에 제시 되 어 있는 허 용 밴드 제어 히스테리시스 필스 폭 변조 방법들은 주목할 만하다. 이 방법들은 스위 칭 주파수를 검출하는 수단을 마련하고, 기준 스위 칭 주파수 신호에서 검출된 스위 칭 주 파수 신호를 빼고 보상기를 거 쳐서 허용 밴드 신호를 조정하는 것이 주요 특징 이다.  As a method for solving the switching frequency variation problem of the hysteresis field width modulation method, the allowable band control hysteresis field width modulation methods described in Patent Document 1, Non-Patent Document 1, and Non-Patent Document 2 are notable. These methods provide a means to detect the switching frequency, and subtract the switching frequency signal detected from the reference switching frequency signal and adjust the allowable band signal through a compensator.
허용 밴드 제어 히스테리시스 필스 폭 변조 방법들은 히스테 리시스 필스 폭 변조 방법의 우수한 특성들을 유지하면서 스위칭 주파수가 레글레이션 된다는 장점 을 갖는다. 그렇지만, 구현이 그다지 용이하지 않으며 스위칭 주파수의 레글레이션 성능도 만족스럽지 않다. 근본적으로, 스위 칭 주파수를 검출하는 것 이 용이하지 않으 며, 또한 스위칭 주파수와 허용 밴드가 성질상 역 비 례 관계를 갖기 때문이다. (특허문헌 1) US 6348780 Bl (David Grant) 2002. 2. 19. Tolerant band controlled hysteresis field width modulation methods have the advantage that the switching frequency is regulated while maintaining the superior characteristics of the hysteresis field width modulation method. However, it is not very easy to implement and the switching performance of the switching frequency is not satisfactory. Essentially, detecting the switching frequency is not easy, and because the switching frequency and the allowable band are inversely related in nature. (Patent Document 1) US 6348780 Bl (David Grant) 2002. 2. 19.
(비특허문헌 l) KANG, B. J. ; LIAW, C. M. 'Robust hysteresis current-controlled PWM scheme with fixed switching frequency', IEE Proc. Electr. Power Appl., Vol. 148, No. 6, 2001, p 503-512.  (Non-Patent Document 1) KANG, B. J .; LIAW, C. M. 'Robust hysteresis current-controlled PWM scheme with fixed switching frequency', IEE Proc. Electr. Power Appl., Vol. 148, No. 6, 2001, p 503-512.
(비특허문헌 2) HUERTA, S. C. ; ALOU, P. ; OLIVER, J. A. ; GARCIA, O. ; COBOS, J. A. ; ABOU-ALFOTOUH, A. M. 'Nonlinear control for dc— dc converters based on hysteresis of the Cout current with a frequency loop to operate at constant frequency', IEEE Transactions on Industrial Electronics. Vol. 58, No. 3, 2011, p 1036- 1043. (Non-Patent Document 2) HUERTA, SC; ALOU, P .; OLIVER, JA; GARCIA, O .; COBOS, JA; ABOU-ALFOTOUH, AM 'Nonlinear control for dc— dc converters based on hysteresis of the Cout current with a frequency loop to operate at constant frequency ', IEEE Transactions on Industrial Electronics. Vol. 58, No. 3, 2011, p 1036-1043.
(비특허문헌 3) MOHAN, N. ; UNDELAND, T. M. ; ROBBINS, W. P. Power Electronics: Converters, Applications, and Design, John Wiley & Sons, 1989, ISBN 0-471-50537-4. (Non-Patent Document 3) MOHAN, N .; UNDELAND, T. M .; ROBBINS, W. P. Power Electronics: Converters, Applications, and Design, John Wiley & Sons, 1989, ISBN 0-471-50537-4.
(비특허문헌 4) DIXON, L. 'Average current mode control of switching power supplies', Unitrode application note, 1990.  (Non-Patent Document 4) DIXON, L. 'Average current mode control of switching power supplies', Unitrode application note, 1990.
(비특허문헌 5) BROD, D. M. ; NOVOTNY, D. W. 'Current control of VSI-PWM Inverter', IEEE Transactions on Industry Applications. Vol. 21, No. 4, 1985, p 562-570. (Non-Patent Document 5) BROD, D. M .; NOVOTNY, D. W. 'Current control of VSI-PWM Inverter', IEEE Transactions on Industry Applications. Vol. 21, No. 4, 1985, p 562-570.
(비특허문헌 6) HOLTZ, J. 'Pulsewidth modulation for electronic power conversion', Proceedings of the IEEE. Vol. 82, No. 8, 1994, p 1194- 1214. (비특허문헌 7) KAZMIERKOWSKI, M. P. ; MALESANI, L. 'Current control techniques for three-phase voltage-source PWM converters; a survey', IEEE Transactions on Industrial Electronics. Vol. 45, No. 5, 1998, p 691ᅳ 703.  (Non-Patent Document 6) HOLTZ, J. 'Pulsewidth modulation for electronic power conversion', Proceedings of the IEEE. Vol. 82, No. 8, 1994, p 1194-1214. (Non-Patent Document 7) KAZMIERKOWSKI, M. P .; MALESANI, L.'Current control techniques for three-phase voltage-source PWM converters; a survey ', IEEE Transactions on Industrial Electronics. Vol. 45, No. 5, 1998, p 691 703.
(비특허문헌 8) YU, F. ; LEE, F. C. ; MATTAVELLI, P. Ά small signal model for average current mode control based on describing function approach', in IEEE Energy Conversion Congress and Exposition Conference Record, 2011, p 405-412. (Non-Patent Document 8) YU, F .; LEE, FC; MATTAVELLI, P. Ά small signal model for average current mode control based on describing function approach ', in IEEE Energy Conversion Congress and Exposition Conference Record, 2011, p 405- 412.
(비특허문헌 9) REDL, R. ; SUN, J, 'Ripple-based control of switching regulatorsᅳ an overview', IEEE Transactions on Power Electronics. Vol. 24, No. 12, 2009, p 2669-2680.  (Non-Patent Document 9) REDL, R .; SUN, J, 'Ripple-based control of switching regulators' an overview', IEEE Transactions on Power Electronics. Vol. 24, No. 12, 2009, p 2669-2680.
【발명꾀 상세한 설명】 【기술적 과제】 [Detailed Invention] [Technical Challenges]
본 발명의 주요 목적은 선행 허용 밴드 제어 히스테리시스 ' 필스 폭 변조 방 법의 단점을 개선 또는 극복하는 것이다. The main object of the present invention is a prior art allowable band control hysteresis ' pill width modulation method To improve or overcome the shortcomings of the law
본 발명의 첫째 목적은 히스테리시스 필스 폭 변조 방법의 우수한 특성들을 유지하면서, 스위칭 주파수가 레글레이션 되며, 구현이 용이하며, 스위칭 주파수의 레 글레이션 성능이 우수하며, 2-레벨, 다ᅳ레벨, 및 다상 전력 변환기에 적용될 수 있는, 펄스 폭 변조 방법을 제공하는 것이다.  The first object of the present invention is to maintain the excellent characteristics of the hysteresis field width modulation method, switching frequency is easy to implement, easy to implement, excellent switching performance of the switching frequency, 2-level, multi-level, and It is to provide a pulse width modulation method that can be applied to a polyphase power converter.
본 발명의 둘째 목적은 히스테리시스 펄스 폭 변조 방법의 우수한 특성들을 유지하면서, 스위칭 주파수가 레글레이션 되며, 구현이 용이하며, 스위칭 주파수의 레 글레이션 성능이 우수하며, 동기화가 가능하며, 불연속 전류 모드에서도 동작하며, 폐 루프 제어뿐만 아니라 개 투프 제어에서도 사용될 수 있으며, 2-레벨, 다—레벨, 및 다상 전력 변환기에 적용될 수 있는, 필스 폭 변조 방법을 제공하는 것이다.  The second object of the present invention is to maintain the excellent characteristics of the hysteresis pulse width modulation method, the switching frequency is regulated, easy to implement, the switching performance is excellent, the synchronization is possible, even in the discontinuous current mode It is intended to provide a fill width modulation method that operates and can be used in open loop control as well as closed loop control and can be applied to two-level, multi-level, and multiphase power converters.
【기술적 해결방법】 Technical Solution
본 발명은 크게 두 가지이다. 첫째 발명은 상기 첫째 목적을 달성하며, 둘째 발명은 상기 둘째 목적을 달성한다.  The present invention is largely two kinds. The first invention achieves the first object, and the second invention achieves the second object.
본 명세서에서는 본 발명의 특징을 더욱 명확하게 서술하기 위하여 컴퓨터 프로그램 언어인 MATLAB으로 서술한 예를 함께 제시한다. 특징의 서술에 있는 괄 호 안의 기호는 MATLAB서술의 변수 또는 값이다.  In this specification, in order to more clearly describe the features of the present invention, an example described in MATLAB, which is a computer programming language, is also provided. The symbols in parentheses in the description of the feature are variables or values in the MATLAB description.
본 명세서에서는 본 발명을 더욱 명확하게 공개하기 위하여 MATLAB시물 레이션 프로그램 예를 제시한다. 프로그램에서, 인덕턴스는 전방 오일러 수치 모델이 며, 주파수나 전압 등의 값은 일종의 퍼 유닛 (per unit) 값이다. 여러 가지의 설정 값 들을 변경하면서 프로그램을 실행해 '보면 본 발명을 더욱 자세하게 이해할 수 있다. 첫째 발명의 일반적인 특징 In this specification, in order to more clearly disclose the present invention, MATLAB simulation program examples are presented. In the program, the inductance is a forward Euler numerical model, and values such as frequency and voltage are some kind of per unit value. While changes to various settings of running the program "look can be understood in more detail the present invention. General features of the first invention
첫째 발명의 일반적인 특징을 다음과 같이 서술할 수 있다.  The general features of the first invention can be described as follows.
전력 변환기의 제어를 위한 것으로서, 기준 신호를 입력으로 받아서 제어 신 호를 출력으로 내보내는 필스 폭 변조 방법에 있어서;  A control method for a power converter, comprising: a field width modulation method of receiving a reference signal and outputting a control signal to an output;
허용 밴드 신호 및 타이머 신호를 마련하는 것;  Providing an allowable band signal and a timer signal;
기준 스위칭 주기를 설정하는 것; ' Setting a reference switching period; '
상기 타이머 신호를 시간에 따라서 일정한 기울기로 증가시키는 것; 그리고 상기 기준 신호와 상기 허용 밴드 신호의 히스테리시스 비교를 통해서, 상기 제어 신호를 스위칭하고, 상기 기준 스위칭 주기에서 상기 타이머 신호를 빼고 표본 화 보상기를 거쳐서 상기 허용 밴드 신호를 조정하고, 상기 타이머 신호를 0으로 만 드는 것; .  Increasing the timer signal by a constant slope over time; And switching the control signal through the hysteresis comparison between the reference signal and the allowed band signal, subtracting the timer signal from the reference switching period, adjusting the allowed band signal through a sampling compensator, and zeroing the timer signal. Made by hand; .
을 포함하는 것을 특징으로 하는 펼스 폭 변조 방법. 첫째 발명의 2-레벨 필스 폭 변조 방법 실시예의 특징 The pulls width modulation method comprising a. Features of the Two-Level Fill Width Modulation Method Embodiment of the First Invention
첫째 발명의 2-레벨 필스 폭 변조 방법 실시예의 특징을 다음과 같이 서술 할 수 있다.  The characteristics of the two-level fill width modulation method embodiment of the first invention can be described as follows.
두 개의 레벨로 선택적으로 제어될 수 있는 2-레벨 전력 변환기의 제어를 위한 것으로서, 기준 신호 (vr)를 입력으로 받아서 제어 신호 (s)를 출력으로 내보내는 펼스 폭 변조 방법에 있어서;  1. A fold width modulation method for controlling a two-level power converter that can be selectively controlled at two levels, the control signal s being output to a reference signal vr as an input;
허용 밴드 신호 (vb) 및 타이머 신호 (vt)를 마련하는 것;  Providing an allowable band signal (vb) and a timer signal (vt);
기준 스위칭 주기 (Ts) 및 적분 이득 (Ki)을 설정하는 것;  Setting the reference switching period Ts and the integral gain Ki;
상기 타이머 신호 (vt)를 시간에 따라서 일정한 기을기로 증가시키는 것; 상기 제어 신호 (s)가 높은 레벨 (1)이고 상기 기준 신호 (vr)가 상기 허용 밴드 신호 (vb)의 음의 값보다 작을.때에, 상기 제어 신호 (s)를 낮은 레벨 (0)로 바꾸고, 상 기 기준 스위칭 주기 (Ts)의 두 배에서 상기 타이머 신호 (vt)를 뺀 값에 상기 적분 이 득 (Ki)을 곱해서 상기 허용 밴드 신호 (vb)에 더하고, 상기 타이머 신호 (vt)를 영으로 만드는 것; 그리고  Increasing the timer signal (vt) with a constant phaser over time; When the control signal (s) is at a high level (1) and the reference signal (vr) is less than the negative value of the allowable band signal (vb), change the control signal (s) to a low level (0) , Multiplying the integral gain (Ki) by the value obtained by subtracting the timer signal (vt) from twice the reference switching period (Ts), and adding the allowed band signal (vb) to the timer signal (vt). To make; And
상기 제어 신호 (s)가 낮은 레벨 (0)이고 상기 기준 신호 (vr)가 상기 허용 밴드 신호 (vb)보다 클 때에, 상기 제어 신호 (s)를 높은 레벨 (1)로 바꾸는 것;  Changing the control signal (s) to a high level (1) when the control signal (s) is at a low level (0) and the reference signal (vr) is greater than the allowable band signal (vb);
을 포함하는 것을 특징으로 하는 필스 폭 변조 방법.  Field width modulation method comprising a.
다음은 위의 특징을 MATLAB 언어로 쓴 예이다. vb=0.2; vt=0.0;  The following is an example of using the above features in the MATLAB language. vb = 0.2; vt = 0.0;
fs=100; Ts=l/fs; Ki=3;  fs = 100; Ts = l / fs; Ki = 3;
vt=vt+ dt;  vt = vt + dt;
if s==l && vr<-vb s=0;  if s == l && vr <-vb s = 0;
vb=vb+ Ki*(2*Ts-vt);, vt=0; end  vb = vb + Ki * (2 * Ts-vt) ;, vt = 0; end
if s==0 && vr> vb s=l; end 첫째 발명의 다 -레벨 필스 폭 변조 방법 실시예의 특징  if s == 0 && vr> vb s = l; end Features of the Multi-Level Fill Width Modulation Method Embodiment of the Invention
첫째 발명의 다 -레벨 필스 폭 변조 방법 실시예의 특징을 다음과 같이 서술 할 수 있다.  The features of the multi-level fill width modulation method embodiment of the first invention can be described as follows.
세 개 이상의 레벨로 선택적으로 제어될 수 있는 다 -레벨 전력 변환기의 제 어를 위한 것으로서, 기준 신호 (vr)를 입력으로 받아서 제어 신호 (s)와 레벨 제어 신 호 (ss)를 출력으로 내보내는 펼스 폭 변조 방법에 있어서;  For control of multi-level power converters, which can be selectively controlled in three or more levels, a spread that receives a reference signal (vr) as an input and outputs a control signal (s) and a level control signal (ss) as outputs. A width modulation method;
허용 밴드 신호 (vb), 지연된 허용 밴드 신호 (vcl), 및 타이머 신호 (vt)를 마련 하는 것 ; Raise allowable band signal (vb), delayed allowable band signal (vcl), and timer signal (vt) To do;
기준 스위 칭 주기 (Ts), 적분 이득 (Ki), 및 밴드 여유 (bm)을 설정하는 것 ; 상기 타이머 신호 (vt)를 시간에 따라서 일정 한 기울기로 증가시키는 것 ; ᅳ 상기 제어 신호 (s)가 높은 레벨 (1)이고 상기 기준 신호 (vr)가 상기 허용 밴드 신호 (vb)의 음의 값보다 작을 때에, 상기 제어 신호 (s)를 낮은 레벨 (0)로 바꾸고, 상 기 지 연된 허용 밴드 신호 (vd)를 상기 허용 밴드 신호 (vb)로 바꾸고, 상기 기준 스위 칭 주기 (Ts)에서 상기 타이머 신호 (vt)를 뺀 값에 상기 적분 이득 (Κί)을 곱해서 상기 허용 밴드 신호 (vb)에 더하고, 상기 타이머 신호 (vt)를 영으로 만드는 것 ;  Setting a reference switching period (Ts), an integral gain (Ki), and a band margin (bm); Increasing the timer signal (vt) with a constant slope over time; 때에 when the control signal s is at a high level (1) and the reference signal vr is less than the negative value of the allowable band signal vb, the control signal s is changed to a low level (0) and Changing the delayed allowed band signal (vd) to the allowed band signal (vb) and multiplying the integral gain (Κί) by the value obtained by subtracting the timer signal (vt) from the reference switching period (Ts). Adding to the allowed band signal (vb) and making the timer signal (vt) zero;
상기 제어 신호 (s)가 낮은 레벨 (0)이고 상기 기준 신호 (vr)가 상기 허용 밴드 신호 (vb)보다 클 때에, 상가 제어 신호 (s)를 높은 레벨 (1)로 바꾸는 것 ;  When the control signal (s) is at a low level (0) and the reference signal (vr) is greater than the allowable band signal (vb), changing the additive control signal (s) to a high level (1);
상기 제어 신호 (s)가 높은 레벨 (1)이고 상기 기준 신호 (vr)가 상기 허용 밴드 신호 (vb)에 상기 ¾드 여유 (bm)를 더 한 값보다 클 때에 , 상기 레벨 제어 신호 (ss)를 위쪽 레벨로 바꾸는 것 ; 그리고  The level control signal ss when the control signal s is at a high level (1) and the reference signal vr is greater than a value obtained by adding the third margin bm to the allowable band signal vb. Changing to the upper level; And
상기 제어 신호 (s)가 낮은 레벨 (0)이고 상기 기준 신호 (vr)가 상기 지연된 허 용 밴드 신호 (vd)의 음의 값에서 상기 밴드 여유 (bm)를 뺀 값보다 작을 때에, 상기 레벨 제어 신호 (ss)를 아래쪽 레벨로 바꾸는 것 ;  The level control when the control signal s is at a low level (0) and the reference signal vr is less than the negative value of the delayed allowed band signal (vd) minus the band margin (bm) Changing signal ss to lower level;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 필스 폭 변조 방법 .  Field width modulation method comprising a.
다음은 위의 특징을 MATLAB 언어로 쓴 예이다. vb=0.1; vd=vb; vt=0.0;  The following is an example of using the above features in the MATLAB language. vb = 0.1; vd = vb; vt = 0.0;
fs=100; Ts=l/fs; Ki=2; bm=0.01;  fs = 100; Ts = l / fs; Ki = 2; bm = 0.01;
vt=vt+ dt;  vt = vt + dt;
if s==l && vr<-vb s=0; vd=vb;  if s == l && vr <-vb s = 0; vd = vb;
vb=vb+ Ki*(Ts-yt); vt=0; end  vb = vb + Ki * (Ts-yt); vt = 0; end
if s==0 && vr> vb s=l ; end  if s == 0 && vr> vb s = l; end
if s==l && vr> vb+ bm ss=ss+ 1; end  if s == l && vr> vb + bm ss = ss + 1; end
if s==0 && vr<ᅳ vd bm ss=ss l; end 첫째 발명의 다상 필스 폭 변조 방법 실시 예의 특징  if s == 0 && vr <ᅳ vd bm ss = ss l; end Features of the Polyphase Pill Width Modulation Method Embodiment of the Invention
첫째 발명의 다상 필스 폭 변조 방법 실시 예의 특징을 다음과 같이 서술할 수 있다.  The characteristics of the polyphase pillar width modulation method embodiment of the first invention can be described as follows.
상의 수 (N)가 2 이상인 다상 전력 변환기의 제어를 위한 것으로서 , 각 상 (m)에 대해서, 기준 신호 (vr)를 입 력으로 받아서 제어 신호 (s)를 출력으로 내보내는 필스 폭 변조 방법에 있어서 ; 각 상에 대해서, 허용 밴드신호 (vb) 및 타이머 신호 (vt)를 마련하는 것; 기준 스위칭 주기 (Ts) 및 적분 이득 (Ki)을 설정하는 것; In the field width modulation method for controlling a multi-phase power converter in which the number of phases (N) is two or more, receiving a reference signal (vr) as an input and outputting a control signal (s) as an output for each phase (m). ; Providing a permit band signal vb and a timer signal vt for each phase; Setting the reference switching period Ts and the integral gain Ki;
각 상 (m)에 대해서, 상기 타이머 신호 (vt)를 시간에 따라서 일정한 기을기로 증가시키는 것;.  For each phase (m), increasing the timer signal (vt) with a constant creeper over time;
각 상 (m)에 대해서, 상기 제어 신호 (s)가 높은 레벨 (1)이고 상기 기준 신호 For each phase m, the control signal s is at a high level (1) and the reference signal
(vr)가 상기 허용 밴드신호 (vb)의 음의 값보다 작을 때에, 상기 제어 신호 (s)를 낮은 레벨 (0)로 바꾸고, 상기 기준 스위칭 주기 (Ts)의 두 배에서 상기 타이머 신호 (vt)를 뺀 값에 상기 적분 이득 (Ki)을 곱해서 상기 허용 밴드 신호 (vb)에 더하고, 상기 타이 머 신호 (vt)를 영으로 만드는 것; 그리고 When (vr) is smaller than the negative value of the allowed band signal (vb), the control signal (s) is changed to a low level (0) and the timer signal (vt) at twice the reference switching period (Ts). Multiplying the integral gain Ki by the subtracted from) to add to the allowed band signal vb, and make the timer signal vt zero; And
각 상 (m)에 대해서, 상기 제어 신호 (s)가 낮은 레벨 (0)이고 상기 기준 신호 For each phase m, the control signal s is at a low level (0) and the reference signal
(vr)가 상기 허용 밴드 신호 (vb)보다 클 때에, 상기 제어 신호 (s)를 높은 레벨 (1)로 바꾸는 것; changing the control signal (s) to a high level (1) when (vr) is greater than the allowed band signal (vb);
을 포함하는 것을 특징으로 하는 필스 폭 변조 방법.  Field width modulation method comprising a.
다음은 위의 특징을 MATLAB 언어로 쓴 예이다.  The following is an example of using the above features in the MATLAB language.
N=3; vb=0.1*ones(N,l); vt=zeros(N,l); N = 3; vb = 0.1 * ones (N, l); vt = zeros (N, l);
fs=100; Ts=l/fs; Ki=l;  fs = 100; Ts = l / fs; Ki = l;
for m=l:N  for m = l: N
vt(m)=vt(m) + dt;  vt (m) = vt (m) + dt;
if s(m)==l && vr(m)<-vb(m) s(m)=0;  if s (m) == l && vr (m) <-vb (m) s (m) = 0;
vb(m)=vb(m)+Ki*(2*Ts— vt(m)); vt(m)=0; end  vb (m) = vb (m) + Ki * (2 * Ts— vt (m)); vt (m) = 0; end
if s(m)==0 && vr(m)> vb(m) s(m)=l; end  if s (m) == 0 && vr (m)> vb (m) s (m) = l; end
end 첫째 발명의 다상 단일 밴드 필스 폭 변조 방법 실시예의 특징  end Features of First Embodiment Polyphase Single Band Pill Width Modulation Method
첫째 발명의 다상 단일 밴드 필스 폭 변조 방법 실시예의 특징을 다음과 같 이 서술할 수 있다.  The features of the polyphase single band fill width modulation method embodiment of the first invention can be described as follows.
상의 수 (N)가 2 이상인 다상 전력 변환기의 제어를 위한 것으로서, 각 상 (m)에 대해서, 기준 신호 (vr)를 입력으로 받아서 제어 신호 (s)를 출력으로 내보내는 필스 폭 변조 방법에 있어서;  A control method for controlling a multi-phase power converter in which the number of phases N is two or more, wherein for each phase m, a field width modulation method of receiving a reference signal vr as an input and outputting a control signal s as an output;
허용 밴드신호 (vb), 타이머 신호 (vt), 및 스위칭 수 신호 (ns)를 마련하는 것; 기준 스위칭 주기 (Ts) 및 적분 이득 (Ki)을 설정하는 것;  Providing an allowable band signal vb, a timer signal vt, and a switching number signal ns; Setting the reference switching period Ts and the integral gain Ki;
상기 타이머 신호 (vt)를시간에 따라서 일정한 기울기로 증가시키는 것; 각 상 (m)에 대해서, 상기 제어 신호 (s)가 높은 레벨 (1)이고 상기 기준 신호 (vr)가 상기 허용 밴드 신호 (vb)의 음의 값보다 작을 때에, 상기 제어 신호 (s)를 낮은 레벨 (0)로 바꾸고, 상기 스위칭 수 신호 (ns)를 하나 증가시키는 것; Increasing the timer signal (vt) with a constant slope over time; For each phase m, the control signal s is at a high level (1) and the reference signal when (vr) is less than the negative value of the allowed band signal (vb), changing the control signal (s) to a low level (0) and increasing the switching number signal (ns) by one;
각 상 (m)에 대해서, 상기 제어 신호 (s)가 낮은 레벨 (0)이고 상기 기준 신호 (vr)가 상기 허용 밴드 신호 (vb)보다 클 때에, 상기 제어 신호 (s)를 높은 레벨 (1)로 바꾸고, 상기 스위칭 수 신호 (ns)를 하나 증가시키는 것; 그리고  For each phase m, when the control signal s is at a low level (0) and the reference signal vr is greater than the allowable band signal vb, the control signal s is set to a high level (1). ) And increasing the switching number signal ns by one; And
' 상기 스위칭 수 신호 (ns)가 상기 상의 수 (N)의 두 배가 될 때에, 상기 기준 스위칭 주기 (Ts)의 두 배에서 상기 타이머 신호 (vt)를 뺀 값에 상기 적분 이득 (Ki)을 곱해서 상기 허용 밴드 신호 (vb)에 더하고, 상기 타이머 신호 (vt)를 영으로 만들고, 상기 스위칭 수 신호 (ns)를 영으로 만드는 것; 'When the switching number signal ns doubles the number N of phases, the integral gain Ki is multiplied by two times the reference switching period Ts minus the timer signal vt. Adding to the allowed band signal (vb), making the timer signal (vt) zero, and making the switching number signal (ns) zero;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 필스 폭 변조 방법.  Field width modulation method comprising a.
다음은 위의 특징을 MATLAB 언어로 쓴 예이다.  The following is an example of using the above features in the MATLAB language.
N=3; vbO.l; vt=0; ns=0; N = 3; vbO.l; vt = 0; ns = 0;
fs=100; Ts=l/fs; Ki=l;  fs = 100; Ts = l / fs; Ki = l;
vt=vt+ dt;  vt = vt + dt;
for m=l:N  for m = l: N
if s(m)==l && vr(m)<-vb s(m)=0; ns=ns+ 1; end  if s (m) == l && vr (m) <-vb s (m) = 0; ns = ns + 1; end
if s(m)==0 && vr(m)> vb s(m)=l; ns=ns+ 1; end  if s (m) == 0 && vr (m)> vb s (m) = l; ns = ns + 1; end
end  end
if ns==2*N vb=vb+ Ki*(2*Ts-vt); vt=0; ns=0; end 둘째 발명의 일반적인 특징  if ns == 2 * N vb = vb + Ki * (2 * Ts-vt); vt = 0; ns = 0; end General features of the second invention
둘째 발명의 일반적인 특징을 다음과 같이 서술할 수 있다.  The general features of the second invention can be described as follows.
전력 변환기의 제어를 위한 것으로서, 기준 신호를 입력으로 받아서 제어 신 호를 출력으로 내보내는 필스 폭 변조 방법에 있어서;  A control method for a power converter, comprising: a field width modulation method of receiving a reference signal as an input and outputting a control signal to an output;
반송파 밴드 신호를 마련하는 것;  Providing a carrier band signal;
상기 반송파 밴드 신호의 기울기 및 스텝 값을 설정하는 것;  Setting a slope and a step value of the carrier band signal;
상기 반송파 밴드 신호를 시간에 따라서 상기 기울기로 감소시키는 것; 그리 고  Decreasing the carrier band signal with the slope over time; And
상기 기준 신호와 상기 반송파 밴드 신호의 히스테리시스 비교를 통해서, 상 기 제어 신호를 스위칭하고, 상기 반송파 밴드 신호에 상기 스템 값을 더하는 것;  Switching the control signal through the hysteresis comparison of the reference signal and the carrier band signal, and adding the stem value to the carrier band signal;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 필스 폭 변조 방법. 둘째 발명의 2-레벨 필스 폭 변조 방법 실시예의 특징 둘째 발명의 2ᅳ레벨 펼스 폭 변조 방법 실시예의 특징을 다음과 같이 서술 할 수 있다. Field width modulation method comprising a. Features of a Two-Level Fill Width Modulation Method Embodiment of the Second Invention The features of the 2 ᅳ level spread width modulation method embodiment of the second invention may be described as follows.
두 개의 레벨로 선택적으로 제어될 수 있는 2-레벨 전력 변환기의 제어를 위한 것으로서, 기준 신호 (vr)를 입력으로 받아서 제어 신호 (s)를 출력으로 내보내는 펼스 폭 변조 방법에 있어서;  1. A fold width modulation method for controlling a two-level power converter that can be selectively controlled at two levels, the control signal s being output to a reference signal vr as an input;
반송파 밴드 신호 (vc)를 마련하는 것;  Providing a carrier band signal vc;
상기 반송파 밴드 신호 (vc)의 기울기 (a) 및 스텝 값 (b)을 설정하는 것;  Setting a slope (a) and a step value (b) of the carrier band signal (vc);
상기 반송파 밴드 신호 (vc)를 시간에 따라서 상기 기울기 (a)로 감소시키는 것; 그리고  Reducing the carrier band signal (vc) to the slope (a) over time; And
상기 제어 신호 (s)가 높은 레벨 (1)이고 상기 기준 신호 (vr)가 상기 반송파 밴 드 신호 (vc)의 음의 값보다 작을 때에, 상기 제어 신호 (s)를 낮은 레벨 (0)로 바꾸고, 상기 반송파 밴드 신호 (vc)에 상기 스텝 값 (b)을 더하며; 그렇지 않고 상기 제어 신 호 (s)가 낮은 레벨 (0)이고 상기 기준 신호 (vr)가 상기 반송파 밴드 신호 (vc)보다 클 때에, 상기 제어 신호 (s)를 높은 레벨 (1)로 바꾸고, 상기 반송파 밴드 신호 (vc)에 상 기 스템 값 (b)을 더하는 것;  When the control signal s is at a high level (1) and the reference signal (vr) is smaller than the negative value of the carrier band signal (vc), the control signal (s) is changed to a low level (0) and Adding the step value (b) to the carrier band signal (vc); Otherwise, when the control signal s is at a low level (0) and the reference signal vr is greater than the carrier band signal vc, the control signal s is changed to a high level (1), and the Adding the stem value (b) to the carrier band signal (vc);
을 포함하는 것을 특징으로 하는 필스 폭 변조 방법.  Field width modulation method comprising a.
다음은 위의 특징을 MATLAB 언어로 쓴 예이다. vc=0.1;  The following is an example of using the above features in the MATLAB language. vc = 0.1;
fs=100; Ts=l/fs; Kp=50; Vdc=2;  fs = 100; Ts = l / fs; Kp = 50; Vdc = 2;
a=Vdc/Ts/KP; b=a*Ts; a = Vdc / Ts / K P ; b = a * Ts;
vc=vc-a*dt;  vc = vc-a * dt;
if s==l && vr<-vc s=0; vc=vc+b;  if s == l && vr <-vc s = 0; vc = vc + b;
elseif s==0 && vr>vc s=l; vc=vc+b; end 둘째 발명의 다 -레벨 필스 폭 변조 방법 실시예의 특징  elseif s == 0 && vr> vc s = l; vc = vc + b; end Features of the Multi-Level Pill Width Modulation Method Embodiment of the Second Invention
둘째 발명의 다 -레벨 필스 폭 변조 방법 실시예의 특징을 다음과 같이 서술 할 수 있다.  The features of the multi-level fill width modulation method embodiment of the second invention can be described as follows.
세 개 이상의 레벨로 선택적으로 제어될 수 있는 다 -레벨 전력 변환기의 제 어를 위한 것으로서, 기준 신호 (vr)를 입력으로 받아서 제어 신호 (s)와 레벨 제어 신 호 (ss)를 출력으로 내보내는 필스 폭 변조 방법에 있어서; ,  For control of multi-level power converters, which can be selectively controlled in three or more levels, a field receiving a reference signal (vr) as an input and sending a control signal (s) and a level control signal (ss) as outputs A width modulation method; ,
반송파 밴드 신호 (vc)를 마련하는 것;  Providing a carrier band signal vc;
상기 반송파 밴드 신호 (vc)의 기울기 (a), 스템 값 (b), 및 밴드 여유 (bm)을 설 정하는 것; 상기 반송파 밴드 신호 (vc)를 시간에 따라서 상기 기을기 (a)로 감소시 키는 것 ; Setting a slope (a), a stem value (b), and a band margin (bm) of the carrier band signal (vc); Reducing the carrier band signal (vc) to the phase (a) over time;
상기 제어 신호 (s)가 높은 레벨 (1)이고 상기 기준 신호 (vr)가 상기 반송파 밴 드 신호 (vc)의 음의 값보다 작을 때에, 상기 제어 신호 (s)를 낮은 레벨 (0)로 바꾸고, 상기 반송파 밴드 신호 (vc)에 상기 스텝 값 (b)을 더하며 ; 그렇지 않고 상기 제어 신 호 (s)가 낮은 레벨 (0)이고 상기 기준 신호 (vr)가 상기 반송파 밴드 신호 (vc)보다 클 때에, 상기 제어 신호 (s)를 높은 레벨 (1)로 바꾸고, 상기 반송파 밴드 신호 (vc)에 상 기 스텝 값 (b)을 더하는 것 ;  When the control signal s is at a high level (1) and the reference signal (vr) is smaller than the negative value of the carrier band signal (vc), the control signal (s) is changed to a low level (0) and Adding the step value (b) to the carrier band signal (vc); Otherwise, when the control signal s is at a low level (0) and the reference signal vr is greater than the carrier band signal vc, the control signal s is changed to a high level (1), and the Adding the step value (b) to the carrier band signal vc;
상기 제어 신호 (s)가 높은 레벨 (1)이고 상기 기준 신호 (vr)가 상기 반송파 밴 드 신호 (vc)에 상기 밴드 여유 (bm)를 더 한 값보다 클 때에 , 상기 레벨 제어 신호 (ss) 를 위쪽 레벨로 바꾸는 것 ; 그리고  The level control signal ss when the control signal s is at a high level (1) and the reference signal vr is greater than a value obtained by adding the band margin bm to the carrier band signal vc. Changing to the upper level; And
상기 제어 신호 (s)가 낮은 레벨 (0)이고 상기 기준 신호 (vr)가 상기 반송파 밴 드 신호 (vc)의 음의 값에서 상기 밴드 여유 (bm)를 뺀 값보다 작을 때에, 상기 레벨 제어 신호 (ss)를 아래쪽 레벨로 바꾸는 것 ;  The level control signal when the control signal s is at a low level (0) and the reference signal vr is less than a negative value of the carrier band signal vc minus the band margin bm. changing (ss) to the lower level;
. 을 포함하는 것을 특징으로 하는 필스 폭 변조 방법 . . Field width modulation method comprising a.
다음은 위의 특징을 MATLAB 언어로 쓴 예이다. vc=0.1;  The following is an example of using the above features in the MATLAB language. vc = 0.1;
fs=100; Ts=l/fs; Kp=50; Vdc=2;  fs = 100; Ts = l / fs; Kp = 50; Vdc = 2;
a=Vdc/Ts/Kp; b=a*Ts; bm=0;  a = Vdc / Ts / Kp; b = a * Ts; bm = 0;
vc=vcᅳ a*dt;  vc = vc ᅳ a * dt;
if s==l && vr<ᅳ vc s=0; vc=vc+ b;  if s == l && vr <ᅳ vc s = 0; vc = vc + b;
elseif s==0 && vr>vc s=l; vc=vc+ b; end  elseif s == 0 && vr> vc s = l; vc = vc + b; end
if s==l && vr> vc+ bm ss=ss+ 1; end  if s == l && vr> vc + bm ss = ss + 1; end
if s==0 && vr<-vc-bm ss=ss一 1; end 둘째 발명의 다상 필스 폭 변조 방법 실시 예의 특징  if s == 0 && vr <-vc-bm ss = ss 一 1; end Features of the Polyphase Pill Width Modulation Method of the Second Embodiment
둘째 발명의 다상 필스 폭 변조 방법 실시 예의 특징을 다음과 같이 서술할 수 있다/  The characteristics of the polyphase pillar width modulation method embodiment of the second invention can be described as follows.
상의 수 (N)가 2 이상인 다상 전력 변환기의 제어를 위 한 것으로서, 각 상 For control of a multi-phase power converter in which the number of phases (N) is two or more, each phase
(m)에 대해서 , 기준 신호 (vr)를 입 력으로 받아서 제어 신호 (s)를 출력으로 내보내는 필스 폭 변조 방법에 있어서 ; In the field width modulation method of receiving the reference signal (vr) with respect to (m) and outputting the control signal (s) as an output;
각 상 (m)에 대해서, 반송파 밴드 신호 (vc)를 마련하는 것 ;  Providing a carrier band signal vc for each phase m;
상기 반송파 밴드 신호 (vc)의 기을기 (a) 및 스템 값 (b)을 설정하는 것 ; . 각 상 (m)에 대해서, 상기 반송파 밴드 신호 (vc)를 시간에 따라서 상기 기울 71 (a)로 감소시 키는 것 ; 그리고 Setting the group (a) and the stem value (b) of the carrier band signal (vc); . For each phase m, reducing the carrier band signal vc to the tilt 71 (a) over time; And
각 상 (m)에 대해서 , 상기 제어 신호 (s)가 높은 레벨 (1)이고 상기 기준 신호 (vr)가 상기 반송파 밴드 신호 (vc)의 음의 값보다 작을 때에, 상기 제어 신호 (s)를 낮 은 레벨 (0)로 바꾸고, 상기 반송파 밴드 신호 (vc)에 상기 스텝 값 (b)을 더하며 ; 그렇 지 않고 상기 제어 신호 (s)가 낮은 레벨 (0)이고 상기 기준 신호 (vr)가 상기 반송파 밴 드 신호 (vc)보다 클 때에, 상기 제어 신호 (s)를 높은 레벨 (1)로 바꾸고, 상기 반송파 밴드 신호 (vc)에 상기 스텝 값 (b)을 더 하는 것 ;  For each phase m, when the control signal s is at a high level (1) and the reference signal vr is smaller than the negative value of the carrier band signal vc, the control signal s is Change to low level (0) and add the step value (b) to the carrier band signal (vc); Otherwise, when the control signal s is at a low level (0) and the reference signal vr is greater than the carrier band signal vc, the control signal s is changed to a high level (1), Adding the step value (b) to the carrier band signal (vc);
을 포함하는 것을 특징으로 하는 필스 폭 변조 방법 .  Field width modulation method comprising a.
다음은 위의 특징을 MATLAB 언어로 쓴 예이다.  The following is an example of using the above features in the MATLAB language.
N=3; vc=0.2*ones(N,l); N = 3; vc = 0.2 * ones (N, l);
fs=100; Ts=l/fs; Kp=30; Vdc=2;  fs = 100; Ts = l / fs; Kp = 30; Vdc = 2;
a=Vdc/Ts/Kp; b=a*Ts;  a = Vdc / Ts / Kp; b = a * Ts;
for m=l:N  for m = l: N
vc(m)=vc(m)-a*dt;  vc (m) = vc (m) -a * dt;
if s(m)==l && vr(m)〈- vc(m)  if s (m) == l && vr (m) <-vc (m)
s(m)=0; vc(m)=vc(m) + b;  s (m) = 0; vc (m) = vc (m) + b;
elseif s(m)==0 && vr(m)>vc(m)  elseif s (m) == 0 && vr (m)> vc (m)
s(m)=l; vc(m)=vc(m) + b; end  s (m) = l; vc (m) = vc (m) + b; end
end 둘째 발명의 다상 단일 밴드 필스 폭 변조 방법 실시 예의 특징  end Features of the Polyphase Single Band Fill Width Modulation Method of the Second Embodiment
둘째 발명의 다상 단일 밴드 필스 폭 변조 방법 실시 예의 특징을 다음과 같 이 서술할 수 있다.  The features of the multiphase single band fill width modulation method embodiment of the second invention can be described as follows.
상의 수 (N)가 2 이상인 다상 전력 변환기의 제어를 위 한 것으로서 , 각 상 (m)에 대해서, 기준 신호 (vr)를 입 력으로 받아서 제어 신호 (s)를 출력으로 내보내는 필스 폭 변조 방법에 있어서 ;  For the control of a multi-phase power converter in which the number of phases (N) is two or more, for the phase width modulation method in which a reference signal (vr) is input to each phase (m) and a control signal (s) is output as an output. In;
반송파 밴드 신호 (vc) 및 보조 제어 신호 (sa)를 마련하는 것 ;  Providing a carrier band signal vc and an auxiliary control signal sa;
상기 반송파 밴드 신호 (vc)의 기울기 (a) 및 스텝 값 (b)을 설정하는 것 ; 상기 반송파 밴드 신호 (vc)를 시간에, 따라서 상기 기울기 (a)로 감소시 키는 것 ; Setting a slope (a) and a step value (b) of the carrier band signal (vc); Reducing the carrier band signal vc over time and accordingly to the slope (a);
각 상 (m)에 대해서, 상기 보조 제어 신호 (sa)가 높은 레벨 (1)이고 .상기 제어 신호 (s)가 높은 레벨 (1)이고 상기 기준 신호 (vr)가 상기 반송파 밴드 신호 (vc)의 음의 값보다 작을 때에, 상기 제어 신호 (s)를 낮은 레벨 (0)로 바꾸고; 그렇지 않고 상기 보 조 제어 신호 (sa)가 .낮은 레벨 (0)이고 상기 제어 신호 (s)가 낮은 레벨 (0)이고 상기 기 준 신호 (vr)가 상기 반송파 벤드 신호 (vc)보다 클 때에, 상기 제어 신호 (s)를 높은 레 벨 (1)로 바꾸는 것 ; 그리고 For each phase m, the auxiliary control signal sa is at high level (1). The control signal (s) is at high level (1) and the reference signal (vr) is the carrier band signal (vc). Negative When smaller than the value, changes the control signal s to a low level (0); Otherwise, when the auxiliary control signal sa is low level (0) and the control signal s is low level (0) and the reference signal vr is greater than the carrier bend signal vc, Changing the control signal (s) to a high level (1); And
상기 보조 제어 신호 (sa)가 높은 레벨 (1)이고 모든 상의 상기 제어 신호 (s)가 낮은 레벨 (0)일 때에, 상기 반송파 밴드 신호 (vc)에' 상기 스텝 값 (b)을 더하고, 상기 보조 제어 신호 (sa)를 낮은 레벨 (0)로 바꾸며 ; 상기 보조 제어 신호 (sa)가 낮은 레벨 (0)이고 모든 상의 상기 제어 신호 (s)가 높은 레벨 (1)일 때에, 상기 반송파 밴드 신호 (vc)에 상기 스텝 값 (b)을 더하고, 상기 보조 제어 신호 (sa)를 높은 레벨 (1)로 바꾸는 것 ; When the auxiliary control signal sa is at a high level (1) and the control signal s of all phases is at a low level (0), ' the step value (b) is added to the carrier band signal vc, and the Change auxiliary control signal sa to low level (0); When the auxiliary control signal sa is at a low level (0) and the control signal s of all phases is at a high level (1), the step value (b) is added to the carrier band signal vc, and the auxiliary Changing the control signal sa to the high level 1;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 펼스 폭 변조 방법 .  The spread width modulation method comprising a.
다음은 위의 특징을 MATLAB 언어로 쓴 예이다.  The following is an example of using the above features in the MATLAB language.
N-3; vc=0.2; sa=0; N-3; vc = 0.2; sa = 0;
fs=100; Ts=l/fs; Kp=30; Vdc=2;  fs = 100; Ts = l / fs; Kp = 30; Vdc = 2;
a=Vdc/Ts/Kp; b=a*Ts;  a = Vdc / Ts / Kp; b = a * Ts;
vc=vc-a*dt;  vc = vc-a * dt;
for m=l:N  for m = l: N
if sa==l && s(m)==l && w(m)<-vc s(m)=0;  if sa == l && s (m) == l && w (m) <-vc s (m) = 0;
elseif sa==0 && s(m)==0 && vr(m)>vc s(m)=l; end  elseif sa == 0 && s (m) == 0 && vr (m)> vc s (m) = l; end
end  end
if sa==l && all(s==0) vc=vc+ b; sa=0; end  if sa = l && all (s == 0) vc = vc + b; sa = 0; end
if sa==0 && all(s==l) vc=vc+ b; sa=l; end 첫째 발명의 2—레벨 필스 폭 변조 방법 시뮬레이션 프로그램  if sa == 0 && all (s == l) vc = vc + b; sa = l; end 2—Level Fill Width Modulation Method Simulation Program of First Invention
다음은 첫째 발명 의 2-레벨 펼스 폭 변조 방법에 대한 MATLAB 시물레이 션 프로그램 예이다. 직류 -교류 변환, 부하는 인덕턴스 (L), 저항 (R), 및 기전력 (e)이 직 렬로 연결된 회로, 피드백 전류 제어 , 및 비 례 보상기의 경우에 대한 것이다. 도 1 은 실행 결과이다. 도 la는 기준 신호 (w) 및 허용 밴드 신호 (vb)를 보이며, 도 lb는 출력 전압 (V)을 보이며, 도 lc는 기준 . 전류 (ir) 및 출력 전류 G)를 보인다. 도 1은 허 용 밴드 신호 (vb)의 안정화와 함께 스위 칭 주파수가 레글레이션 됨을 보인다. 허용 밴드 신호 (vb)의 초기 값을 변경하거나, 인덕턴스 (L)를 변경하거나, 또는 기전력 (e) 등을 변경해도 마찬가지 이다. 그러나 적분 이득 (Ki)을 작게 하면, 허용 밴드 신호 (vb) 가 평평해지며 스위 칭 주기가 안정화되는 과도 시간이 길어진다. 참고로, 프로그램의 확장 수 (extend)를 1보다 크게 하면 여 러 주기의 결과를 볼 수 있다. clear all; clc; close all The following is an example of a MATLAB simulation program for the two-level spread width modulation method of the first invention. DC-to-AC conversion, the load is for the case of a circuit with inductance (L), resistance (R), and electromotive force (e) in series, feedback current control, and proportional compensator. 1 is an execution result. La shows the reference signal (w) and the allowable band signal (vb), FIG. Lb shows the output voltage (V), and FIG. Current (ir) and output current G) are shown. Figure 1 shows that the switching frequency is regulated with the stabilization of the allowable band signal (vb). The same is true if the initial value of the allowable band signal vb is changed, the inductance L is changed, or the electromotive force e is changed. However, if the integral gain Ki is made small, the allowable band signal vb becomes flat and the transient time for stabilizing the switching period becomes long. For reference, the program If the extension is greater than 1, you can see the results of several cycles. clear all; clc; close all
vb=0.2; vt=0.0; s=l ;  vb = 0.2; vt = 0.0; s = l;
fs=100; Ts=l/fs; Ki=2;  fs = 100; Ts = l / fs; Ki = 2;
ns=l; Ns=2;  ns = l; Ns = 2;
f=2; w=2*pi*f; L=0.02; R=0.01;  f = 2; w = 2 * pi * f; L = 0.02; R = 0.01;
em=0.8; Vdc=2; irm=l; i=0;  em = 0.8; Vdc = 2; irm = l; i = 0;
Ks=1000; dt=Ts/Ks; tmax=100*Ts;  Ks = 1000; dt = Ts / Ks; tmax = 100 * Ts;
NK=round(tmax/dt); t=0;  NK = round (t max / dt); t = 0;
iw=zeros(l,NK); irw=zeros(l,NK);  iw = zeros (l, NK); irw = zeros (l, NK);
vrw=zeros(l,NK); vbw=zeros(l,NK); vw=zeros(l,NK);  vrw = zeros (l, NK); vbw = zeros (l, NK); vw = zeros (l, NK);
for extend=l :l  for extend = l: l
for K=1:NK; t=t+ dt;  for K = 1: NK; t = t + dt;
e=em*cos(w*t); ir=irm*cos(w*t); vr=ir-i;  e = em * cos (w * t); ir = irm * cos (w * t); vr = ir-i;
%%  %%
vt=vt+ dt;  vt = vt + dt;
if s==l && vr<-vb s=0;  if s == l && vr <-vb s = 0;
vb=vb+ Ki*(2*Ts-vt); vt=0; end  vb = vb + Ki * (2 * Ts-vt); vt = 0; end
if s==0 && vr> vb s=l ; end  if s == 0 && vr> vb s = l; end
%%  %%
if s=-l v=Vdc/2; else v=-Vdc/2; end  if s = l v = Vdc / 2; else v = -Vdc / 2; end
i=i+ l/L*(v-R*i-e)*dt;  i = i + l / L * (v-R * i-e) * dt;
iw(K)=i; irw(K)=ir; vrw(K)=vr; vbw(K)=vb; vw(K)=v;  iw (K) = i; irw (K) = ir; vrw (K) = vr; vbw (K) = vb; vw (K) = v;
end  end
figure', hold on; axis( [l NK - 1 1 ]) figure ' , hold on; axis ([l NK-1 1])
plot(vbw,'b'); plot(-vbw,'b'); plot(vrw,'r');  plot (vbw, 'b'); plot (-vbw, 'b'); plot (vrw, 'r');
figure; hold on; axis( [l NK ᅳ 4 4]); plot(vw,'r');  figure; hold on; axis ([l NK ᅳ 4 4]); plot (vw, 'r');
figure; hold on; axis([l NK -2 2]);  figure; hold on; axis ([l NK-2 2]);
plot(irw.'b'); plot(iw,'r');  plot (irw.'b '); plot (iw, 'r');
end ' 한편, 다음 프로그램은 변형된 실시 예이다. 위 프로그램의 사이 부분을 다음 프로그램으로 대체하면, 기준 스위칭 수 (Ns)를 1로 하는 경우에는 동일하게 동 작하며, 2 이상으로 하는 경우에는 유사하게 동작한다. vt=vt+ dt; end ' Meanwhile, the following program is a modified embodiment. If the part of the above program is replaced with the next program, it is the same when the reference switching number (Ns) is 1 It is small, and when it is 2 or more, it operates similarly. vt = vt + dt;
if s==l && vr<-vb s=0; ns=ns+ 1; end  if s == l && vr <-vb s = 0; ns = ns + 1; end
if s==0 && vr> vb s=l ; ns=ns+ 1; end  if s == 0 && vr> vb s = l; ns = ns + 1; end
if ns==Ns vb=vb+ Ki*(Ns*Ts-vt); ns=0; vt=0; end 첫째 발명의 다 -레벨 필스 폭 변조 방법 시뮬레이션 프로그램  if ns == Ns vb = vb + Ki * (Ns * Ts-vt); ns = 0; vt = 0; end first multi-level field width modulation method simulation program
다음은 첫째 발명의 다 -레벨 펼스 폭 변조 방법에 대한 MATLAB 시뮬레이 션 프로그램 예이다. 다-레벨인 것 외에는, 바로 앞에서 제시한 2-레벨 필스 폭 변조 방법과 동일한 경우에 대한 것이며, 거의 같은 특성들을 보인다. 레벨 수 (NL) 및 기 전력의 크기 (em)를 바꿔가면서 실행하면 여 러 가지의 다 -레벨 동작을 확인할 수 있 다. 실행 결과의 제시는 생략한다. clear all; clc; close all  The following is an example of a MATLAB simulation program for the multi-level spread width modulation method of the first invention. Except for the multi-level, it is the same as the two-level fill width modulation method just presented, and shows almost the same characteristics. Running with varying number of levels (NL) and magnitudes of electromotive force (em) will reveal a variety of multi-level behaviors. The presentation of execution results is omitted. clear all; clc; close all
NL=3; vb=0.l; vd=vb; vt=0.0; s=0; ss=0;  NL = 3; vb = 0.l; vd = vb; vt = 0.0; s = 0; ss = 0;
fs=100; Ts=l/fs; Ki=2; bm=0.01;  fs = 100; Ts = l / fs; Ki = 2; bm = 0.01;
f=4; w=2*pi*f; L=0.02; R=0.01; Vdc=2;  f = 4; w = 2 * pi * f; L = 0.02; R = 0.01; Vdc = 2;
em=1.5; irm=l; i=0;  em = 1.5; irm = l; i = 0;
Ks=1000; dt=Ts/Ks; tmax=50*Ts;  Ks = 1000; dt = Ts / Ks; tmax = 50 * Ts;
NK=round(tmax/dt); t=0;  NK = round (t max / dt); t = 0;
iw=zeros(l,NK); irw=zeros(l,NK);  iw = zeros (l, NK); irw = zeros (l, NK);
vrw=zeros(l,NK); vbw=zeros( 1 ,NK); vw=zeros(l,NK);  vrw = zeros (l, NK); vbw = zeros (1, NK); vw = zeros (l, NK);
for extend=l: l  for extend = l: l
for K=l :NK; t=t+ dt;  for K = l: NK; t = t + dt;
e=em*cos(w*t); ir=irm*cos(w*t); vr=ir-i;  e = em * cos (w * t); ir = irm * cos (w * t); vr = ir-i;
vt=vt+ dt;  vt = vt + dt;
if s==l && vr<ᅳ vb s=0; vd=vb;  if s == l && vr <ᅳ vb s = 0; vd = vb;
vb=vb+ Ki*(Ts-vt); vt=0; end  vb = vb + Ki * (Ts-vt); vt = 0; end
if s==0 && vr> vb s=l; end  if s == 0 && vr> vb s = l; end
if s==l && vr> vb+ bm ss=ss+ 1; end  if s == l && vr> vb + bm ss = ss + 1; end
if s==0 && vr<-vd-bm ss=ss- l; end  if s == 0 && vr <-vd-bm ss = ss- l; end
if ssXNL-2) ss=(NL-2); elseif ss<0 ss=0; end  if ssXNL-2) ss = (NL-2); elseif ss <0 ss = 0; end
v=(ss+ s-(NL-l)/2)*Vdc; i=i+ l/L*(v-R*i-e)*dt; v = (ss + s- (NL-l) / 2) * Vdc; i = i + l / L * (vR * ie) * dt;
iw(K)=i; irw(K)=ir; vrw(K)=vr; vbw(K)=vb; vw(K)=v;  iw (K) = i; irw (K) = ir; vrw (K) = vr; vbw (K) = vb; vw (K) = v;
end  end
figure; hold on; axis( f 1 NK 一 1 1 ])  figure; hold on; axis (f 1 NK 一 1 1])
plot(vbw,'b'); plot(-vbw,'b'); plot(vrw,'r');  plot (vbw, 'b'); plot (-vbw, 'b'); plot (vrw, 'r');
figure; hold on; axis( [l NK -8 8]); plot(vw.'r');  figure; hold on; axis ([l NK-8 8]); plot (vw.'r ');
figure; hold on; axis( [ l NK -2 2]);  figure; hold on; axis ([l NK-2 2]);
plot(irw,'b'); plot(iw,'r');  plot (irw, 'b'); plot (iw, 'r');
end 첫째 발명의 다상 필스 폭 변조 방법 시뮬레이션 프로그램  end first multiphase pillar width modulation method simulation program
다음은 첫째 발명의 다상 필스 폭 변조 방법에 대한 MATLAB 시뮬레이션 프로그램 예이다. 직류 -3상 중성 점 결선 교류 변환, 부하는 3상 일정 속도 동기 전동 기 모델, 전류 제어에 의한 토크 (T) 제어, 및 비 례 보상기 의 경우에 대한 것이 다. 스 위 칭 주파수는 레귤레이션 되지만, 동기화가 되지 않기 때문에 고조파 발생량은 비교 적 크다. 특히, 저속 즉 변조율이 낮을 때에는 이른바 리 미트 (limit) 사이클 (cycle) 현 상이 나타나는 등으로 좋은 성능을 보이지 않는다. 이 런 점들은 히스테리시스 필스 폭 변조 방법 의 고유 단점들이다. 실행 결과의 제시는 생략한다. clear all; clc; close all  The following is an example of a MATLAB simulation program for the polyphase fill width modulation method of the first invention. DC-to-three-phase neutral point ac conversion, loads for three-phase constant speed synchronous motor models, torque (T) control by current control, and proportional compensators. The switching frequency is regulated, but the harmonics are relatively large because they are not synchronized. In particular, low speed, or low modulation rate, does not show good performance due to the so-called limit cycle phenomenon. These are the inherent disadvantages of the hysteresis field width modulation method. The presentation of execution results is omitted. clear all; clc; close all
N=3; vb=0.1*ones(N,l); vt=zeros(N,l); s=zeros(N,l);  N = 3; vb = 0.1 * ones (N, l); vt = zeros (N, l); s = zeros (N, l);
fs=100; Ts=l/fs; Ki=l;  fs = 100; Ts = l / fs; Ki = l;
f=2.0; w=2*pi*f; L=0.02; RO.01; Vdc=2;  f = 2.0; w = 2 * pi * f; L = 0.02; RO.01; Vdc = 2;
Ps=0.4*Vdc/(2*pi*4); irm=l; i=zeros(N,l);  Ps = 0.4 * Vdc / (2 * pi * 4); irm = l; i = zeros (N, l);
Ks=1000; dt=Ts/Ks; tmax=100*Ts;  Ks = 1000; dt = Ts / Ks; tmax = 100 * Ts;
NK=round(tmax/dt); t=0;  NK = round (t max / dt); t = 0;
iw=zeros(N,NK); irw=zeros(N,NK); Tw=zeros(l,NK);  iw = zeros (N, NK); irw = zeros (N, NK); Tw = zeros (l, NK);
vrw=zeros(N,NK); vbw=zeros(N,NK); vw=zeros(N,NK);  vrw = zeros (N, NK); vbw = zeros (N, NK); vw = zeros (N, NK);
vnw=zeros(N,NK);  vnw = zeros (N, NK);
for extend=l: l  for extend = l: l
for K=l:NK; t=t+ dt;  for K = l: NK; t = t + dt;
for m=l:N; e(m,l)=w*Ps*cos(w*t-(m-l)/N*2*pi); end  for m = l: N; e (m, l) = w * Ps * cos (w * t− (m−l) / N * 2 * pi); end
for m=l:N; ir(m, l)=irm*cos(w*t-(m- 1)/N*2*pi); end  for m = l: N; ir (m, l) = irm * cos (w * t− (m−1) / N * 2 * pi); end
vr=ir-i; for m=l :N vr = ir-i; for m = l: N
vt(m)=vt(m) + dt;  vt (m) = vt (m) + dt;
if s(m)==l && vr(m)<-vb(m) s(m)=0;  if s (m) == l && vr (m) <-vb (m) s (m) = 0;
vb(m)=vb(m) + Ki*(2*Ts-vt(m)); vt(m)=0; end  vb (m) = vb (m) + Ki * (2 * Ts-vt (m)); vt (m) = 0; end
if s(m)==0 && vr(m)> vb(m) s(m)=l; end  if s (m) == 0 && vr (m)> vb (m) s (m) = l; end
end  end
v=(s-0.5)*Vdc; vn=v-sum(v)/N;  v = (s-0.5) * Vdc; vn = v-sum (v) / N;
i=i十 l/L*(vn-R*i-e)*dt;  i = i 十 l / L * (vn-R * i-e) * dt;
T=e'*i/w;  T = e '* i / w;
iw (: ,K)=i; irw (:, K)=ir; vrw(:,K)=vr; vbw (: ,K)=vb;  iw (:, K) = i; irw (:, K) = ir; vrw (:, K) = vr; vbw (:, K) = vb;
vw (: ,K)=v; vnw (:, K)=vn; Tw(K)=T;  vw (:, K) = v; vnw (: K) = vn; Tw (K) = T;
end  end
m=l;  m = l;
figure; hold on; axis( [ l NK - 1 1 ])  figure; hold on; axis ([l NK-1 1])
plot(vbw(m, ,'b'); plot(-vbw(m,:),'b'); plot(vrw(m,:),V);  plot (vbw (m,, 'b'); plot (-vbw (m, :), 'b'); plot (vrw (m, :), V);
figure! hold on; axis( [l NK -4 4]); plot(vw(m,:),'r');  figure! hold on; axis ([l NK-4 4]); plot (vw (m, :), 'r');
figure; hold on; axis([l NK -4 4]); plot(vnw(m, ,'r');  figure; hold on; axis ([l NK-4 4]); plot (vnw (m,, 'r');
figure; hold on; axis( [l NK -2 2]);  figure; hold on; axis ([l NK-2 2]);
plot(irw(m, ,'b'); plot(iw(m,:),V);  plot (irw (m,, 'b'); plot (iw (m, :), V);
figure; hold on; axis( [ l NK -3 3]); plot(Tw/Ps,'r');  figure; hold on; axis ([l NK-3 3]); plot (Tw / Ps, 'r');
end 첫째 발명의 다상 단일 밴드 필스 폭 변조 방법 시물레이션 프로그램 다음은 첫째 발명의 다상 단일 밴드 필스 폭 변조 방법에 대한 MATLAB 시 물레이션 프로그램 예이다. 단일 밴드 신호를 사용한다는 것 외 에는, 바로 앞에서 제 시한 다상 필스 폭 변조 방법 시뮬레이션과 동일한 경우에 대한 것이며, 거 의 같은 특성들을 보인다. 실행 결과의 제시는 생략한다. clear all; clcl close all end Simulation Program of Multiphase Single Band Pill Width Modulation of First Invention The following is an example of a MATLAB simulation program for the polyphase single band fill width modulation method of the first invention. Except for using a single band signal, it is the same case as the simulation of the polyphase pillar width modulation method just presented and shows almost the same characteristics. The presentation of execution results is omitted. clear all; clcl close all
N=3; vb=0.1; vt=0; ns=0; s=zeros(N,l);  N = 3; vb = 0.1; vt = 0; ns = 0; s = zeros (N, l);
fs=100; Ts=l/fs; Ki=l;  fs = 100; Ts = l / fs; Ki = l;
f=2; w=2*pi*f; L=0.02; R=0.01; Vdc=2;  f = 2; w = 2 * pi * f; L = 0.02; R = 0.01; Vdc = 2;
Ps=0.4*Vdc/(2*pi*4); irm=l; i=zeros(N,l);  Ps = 0.4 * Vdc / (2 * pi * 4); irm = l; i = zeros (N, l);
Ks=1000; dt=Ts/Ks; tmax=10OTs; NK=round(tmax/dt); t=0; Ks = 1000; dt = Ts / Ks; tmax = 10 OTs; NK = round (t max / dt); t = 0;
iw=zeros(N,NK); irw=zeros(N,NK); Tw=zeros(l,NK); iw = zeros (N, NK); irw = zeros (N, NK); Tw = zeros (l, NK);
vrw=zeros(N,NK); vbw=zeros(l,NK); vtw=zeros(l,NK); vrw = zeros (N, NK); vbw = zeros (l, NK); vtw = zeros (l, NK);
vw=zeros(N,NK); vnw=zeros(N,NK); vw = zeros (N, NK); vnw = zeros (N, NK);
for extend=l:l for extend = l: l
for .K=1:NK; t=t+ dt; for .K = 1: NK; t = t + dt;
for m=l:N; e(m,l)=w*Ps:i!cos(w*t-(m-l)/N:ii2*pi); end for m = l: N; e (m, l) = w * Ps : i! cos (w * t- (ml) / N : i i 2 * pi); end
for m=l:N; ir(m,l)=irm*cos(w!|it-(m-l)/N*2*pi); end for m = l: N; ir (m, l) = irm * cos (w ! | i t- (ml) / N * 2 * pi); end
vr=ir-i; vr = ir-i;
vt=vt+ dt; vt = vt + dt;
for m=l:N for m = l: N
if s(m)==l && vr(m)<— vb s(m)=0; n에 s+ 1; end if s (m) == l && vr (m) <— vb s (m) = 0; n to s + 1; end
if s(m)==0 && vr(m)> vb s(m)=l; ns=ns+ l; end if s (m) == 0 && vr (m)> vb s (m) = l; ns = ns + l; end
end end
if ns==2*N vb=vb+Ki*(2*Ts— vt); vt=0; ns=0; end if ns == 2 * N vb = vb + Ki * (2 * Ts— vt); vt = 0; ns = 0; end
v=(sᅳ 0.5)*Vdc; vn=v-sum(v)/N; v = (s ᅳ 0.5) * Vdc; vn = v-sum (v) / N;
i=i十 1/L*(vn— R*i-e)*dt; i = i 十 1 / L * (vn— R * i-e) * dt;
T=e'*i/w; T = e '* i / w;
iw (:, K)=i; irw (:, K)=ir; vrw (:, K)=vr; vbw(K)=vb; iw (: K) = i; irw (: K) = ir; vrw (:, K) = vr; vbw (K) = vb;
vw (:, K)=v; vnw (:, K)=vn; Tw(K)=T; vtw(K)=vt; vw (: K) = v; vnw (: K) = vn; Tw (K) = T; vtw (K) = vt;
end end
m=l; m = l;
figure; hold on; axis([l NK 一 1 1]) figure; hold on; axis ([l NK 一 1 1])
plot(vbw/b'); plot(-vbw/b'); plot(vrw(m,: ),'r'); plot (vbw / b '); plot (-vbw / b '); plot (vrw (m,:), 'r');
figure; hold on; axis([l NK -4 4]); plot(vw(m,:)/r'); figure; hold on; axis ([l NK-4 4]); plot (vw (m,:) / r ');
figure; hold on; axis([l NK ᅳ 4 4]); plot(vnw(m,: ),V); figure; hold on; axis ([l NK ᅳ 4 4]); plot (vnw (m,:), V);
figure; hold on; axis([l NK -2 2]); figure; hold on; axis ([l NK-2 2]);
plot(irw(m,:),'b'); plot(iw(m,:)/r,); plot (irw (m, :), 'b'); plot (iw (m,:) / r,);
figure; hold on; axis([l NK —3 3]); plot(Tw/Ps,'r'); figure; hold on; axis ([l NK —3 3]); plot (Tw / Ps, 'r');
end 둘째 발명의 2-레벨 펄스 폭 변조 방법 시뮬레이션 프로그램 end Simulation program of two-level pulse width modulation method of second invention
다음은 둘째 발명의 2ᅳ레벨 펄스 폭 변조 방법에 대한 MATLAB 시물레 o ¬램 예이다. 직류 -교류 변환, 부하는 인덕턴스 (L), 저항 (R), 및 기전력 (e)o 직 렬로 연결된 회로, 피드백 전류 제어 , 및 비 례 보상기의 경우에 대한 것이다. 도 2 는 비 례 이득 (Kp)이 50인 경우의 실행 결과이다. 도 2는 반송파 밴드 신호 (vc)의 안 정화와 함께 스위칭 주파수가 레글레이션 됨을 보인다. 반송파 밴드 신호 (vc)의 초기 값을 변경하거나, 인덕턴스 (L)를 변경하거나, 또는 기 전력 (e) 등을 변경해도 마찬가지 이다. The following is an example MATLAB prototype for the 2 ᅳ level pulse width modulation method of the second invention. DC-to-AC conversion, the load is inductance (L), resistance (R), and electromotive force (e) o This is the case for circuits in series, feedback current control, and proportional compensators. 2 is a result of execution when the proportional gain Kp is 50. FIG. 2 shows that the switching frequency is regulated with stabilization of the carrier band signal vc. The same is true even if the initial value of the carrier band signal vc is changed, the inductance L is changed, or the electromotive force e is changed.
둘째 발명은, 반송파 펼스 폭 변조 방법과는 달리, 보상기의 비 례 이득 (Kp) 의 크기에 한계가 없으며, 따라서 보상기의 이득을 바람직 한 또는 필요한 만큼 크게 할 수 있다. 그러면, 반송파 필스 폭 변조 방법에 비해, 과도 응답 속도, 추종 오차 및 정상 상태 오차, 시스템의 변동에 대한 적웅성, 정밀 튜닝의 부담 등 거의 모든 측면에서 개선 효과를 얻을 수 있다. 또한, 보상기의 이득에 한계가 없기 때문에 이 득 값에 큰 여유가 있게 되며, 따라서 신뢰성 , 범용성, 및 편의성 등을 개선하는 효과 를 얻을 수 있다. 다만, 비 례 이득 (Kp)을 크게 하면, 허용 밴드 신호 (vb)가 평평해지 며 스위 칭 주기가 안정화되는 과도 시간이 길어진다. 그러나 비 례 이득 (Kp)이 아주 크지 않는 한, 과도 시간은 층분히 짧으며 , 또한 비 례 이득 (Kp)을 아주 크게 할 필요 가 있는 경우도 드물다. 덧붙여, 둘째 발명은 비 례 -적분 보상기 등 다른 보상기가 채 용될 수 있지 만, 대부분의 경우에 비 례 보상기 만으로도 좋은 성능을 보인다. clear all; clc; close all  The second invention, unlike the carrier spread width modulation method, has no limit on the size of the proportional gain Kp of the compensator, and therefore, the gain of the compensator can be increased as desired or necessary. Then, compared to the carrier fill width modulation method, an improvement effect can be obtained in almost all aspects such as transient response speed, following error and steady state error, redness for system variation, and burden of precision tuning. In addition, since there is no limit to the gain of the compensator, there is a large margin in the gain value, thereby improving the reliability, versatility, and convenience. However, if the proportional gain Kp is increased, the allowable band signal vb becomes flat and the transient time for stabilizing the switching period becomes long. However, as long as the proportional gain (Kp) is not very large, the transient time is extremely short, and it is rarely necessary to make the proportional gain (Kp) very large. In addition, the second invention can employ other compensators such as proportional-integral compensators, but in most cases the proportional compensators show good performance. clear all; clc; close all
vc=0.3; s=0;  vc = 0.3; s = 0;
fs=100; Ts=l/fs; Kp=50; Vdc=2;  fs = 100; Ts = l / fs; Kp = 50; Vdc = 2;
a=Vdc/Ts/Kp; b=a*Ts;  a = Vdc / Ts / Kp; b = a * Ts;
ns=0; Ns=l; n=7.5; tc=0;  ns = 0; Ns = l; n = 7.5; tc = 0;
f=2; w=2*pi*f; L=0.02; RO.01; em=0.8; irm=l; i=0;  f = 2; w = 2 * pi * f; L = 0.02; RO.01; em = 0.8; irm = l; i = 0;
Ks=1000; dt=Ts/Ks; tmax=100*Ts;  Ks = 1000; dt = Ts / Ks; tmax = 100 * Ts;
NK=round(tmax/dt); t=0;  NK = round (t max / dt); t = 0;
iw=zeros(l,NK); irw=zeros(l,NK);  iw = zeros (l, NK); irw = zeros (l, NK);
vrw=zeros(l,NK); vcw=zeros(l,NK); vw=zeros(l,NK);  vrw = zeros (l, NK); vcw = zeros (l, NK); vw = zeros (l, NK);
for extend=l: l  for extend = l: l
for K=l:NK; t=t+ dt;  for K = l: NK; t = t + dt;
e=em*cos(w*t); ir=irm*cos(w*t); vr=ir一 i;  e = em * cos (w * t); ir = irm * cos (w * t); vr = ir one i;
%%  %%
vc=vc-a*dt;  vc = vc-a * dt;
if s==l && vr<-vc s=0; vc=vc+ b;  if s == l && vr <-vc s = 0; vc = vc + b;
elseif s==0 && vr>vc s=l ; vc=vc+ b; end %% elseif s == 0 &&vr> vc s = l; vc = vc + b; end %%
if s==l v=Vdc/2; else v=-Vdc/2; end  if s == l v = Vdc / 2; else v = -Vdc / 2; end
i=i+ l/L*(v-R*i-e)*dt;  i = i + l / L * (v-R * i-e) * dt;
iw(K)=i; irw(K)=ir; vrw(K)=vr; vcw(K)=vc; vw(K)=v;  iw (K) = i; irw (K) = ir; vrw (K) = vr; vcw (K) = vc; vw (K) = v;
end  end
figure; hold on; axis( [ l NK -1 1 ])  figure; hold on; axis ([l NK -1 1])
plot(vcw,'b'); plot(-vcw.'b'); plot(vrw,'r');  plot (vcw, 'b'); plot (-vcw.'b '); plot (vrw, 'r');
figure; hold on; axis( [l NK -4 4]); plot(vw,'r');  figure; hold on; axis ([l NK-4 4]); plot (vw, 'r');
figure; hold on; axis([l NK -2 2]);  figure; hold on; axis ([l NK-2 2]);
plot(irw,'b'); plot(iw,'r');  plot (irw, 'b'); plot (iw, 'r');
end 한편, 다음 프로그램은 변형된 실시 예이다. 위 프로그램의 %<¾ 사이 부분을 다음 프로그램으로 대체하면, 기준 스위칭 수 (Ns)를 1로 하는 경우에는 동일하게 동 작하며, 2 이상으로 하는 경우에는 유사하게 동작하지만 바람직 한 것은 아니다. vc=vc~a*dt; end Meanwhile, the following program is a modified embodiment. If the part of% < ¾ of the above program is replaced with the next program, the same operation is performed when the reference switching number (Ns) is 1, and the operation is similar when it is 2 or more, but it is not preferable. vc = vc to a * dt;
if s==l && vr<-vc s=0; ns=ns+ 1;  if s == l && vr <-vc s = 0; ns = ns + 1;
elseif s==0 && vr>vc s=l; ns=ns+ l; end  elseif s == 0 && vr> vc s = l; ns = ns + l; end
if ns==Ns vc=vc+ Ns*b; ns=0; end 다음 프로그램 역시 변형된 실시 예이다. 위 프로그램의 사이 부분을 다 음 프로그램으로 대체하면 동일하게 동작 다. if s==l as=+ a; else as=一 a; end  if ns == Ns vc = vc + Ns * b; ns = 0; end The following program is also a modified embodiment. If you replace the part between the above program with the following program, it works the same. if s == l as = + a; else as = 一 a; end
vc=vc+ as*df,  vc = vc + as * df,
if s==l && vr<vc s=0; vc=ᅳ vc+ b;  if s == l && vr <vc s = 0; vc = ᅳ vc + b;
elseif s==0 && vr>vc s=l ; vc= vcᅳ b; end 다음 프로그램 역시 변형된 실시 예이다. 위 프로그램의 %% 사이 부분을 다 음 프로그램으로 대체하면 동일하게 동작한다. 이 실시 예는 디지 털 구현에 적합하며, 다상 웅용에서 반송파들을 동기화할 필요가 있을 때에 유리할 수 있다. tc=tc+ dt; if tc>2*Ts tc=tc-2*Ts; n=nᅳ 2; end vc=~a*(tc-n*Ts); elseif s == 0 &&vr> vc s = l; vc = vc ᅳ b; end The following program is also a modified embodiment. If you replace the part between %% of the above program with the following program, it works the same. This embodiment is suitable for digital implementation and may be advantageous when it is necessary to synchronize the carriers in a multiphase operation. tc = tc + dt; if tc> 2 * Ts tc = tc-2 * Ts; n = n ᅳ 2; end vc = ~ a * (tc- n * Ts);
if s==l && vr<-vc s=0; n=n+ 1;  if s == l && vr <-vc s = 0; n = n + 1;
elseif s==0 && vr>vc s=l ; n=n+ 1; end 다음 프로그램 역시 변형된 실시 예이다. 위 프로그램의 사이 부분을 다 음 프로그램으로 대체하면 동일하게 동작한다. 이 실시 예 역시 디지털 구현에 적합하 며, 다상 웅용에서 반송파들을 동기화할 필요가 있을 째에 유리할 수 있다. tc=tc+ dt; if tc>2*Ts tc=tc-2*Ts; n=nᅳ 2; end  elseif s == 0 && vr> vc s = l; n = n + 1; end The following program is also a modified embodiment. If you replace the part of the above program with the following program, it works the same. This embodiment is also suitable for digital implementation, and may be advantageous when it is necessary to synchronize carriers in multiphase operation. tc = tc + dt; if tc> 2 * Ts tc = tc-2 * Ts; n = n ᅳ 2; end
if s==l as=+ a; else as=-a; end  if s == l as = + a; else as = -a; end
vc=as*(tc-n*Ts);  vc = as * (tc-n * Ts);
if s==l && vKvc s=0; n=n+ 1;  if s == l && vKvc s = 0; n = n + 1;
elseif s==0 && vr>vc s=l; n=n+ l; end 둘째 발명의 불연속 전류 모드 시뮬레이션 프로그램  elseif s == 0 && vr> vc s = l; n = n + l; end Discontinuous current mode simulation program of the second invention
다음은 둘째 발명의 불연속 전류 모드에서의 동작을 확인하기 위 한 MATLAB 시물레이션 프로그램 예이다. 직류—직류 변환, 부하는 인덕턴스 (L), 저항 (R), 및 기전력 (e)이 직 렬로 연결된 회로, 피드백 전류 제어, 및 비 례 보상기의 경우 에 대한 것이다. 도 3은 프로그램의 실행 결과이다. 반송파 필스 폭 변조 방법과는 달리, 둘째 발명은 불연속 전류 모드에서도 동작한다. 다만, 불연속 전류 모드가 있는 경우에 비 례 이득 (Kp)이 너무 크면 스위 칭 이 고르게 분산되지 않는 현상이 발생한다.. clear all; clc; close all  The following is an example of a MATLAB simulation program for verifying operation in the discontinuous current mode of the second invention. DC-to-DC conversion, loads are for circuits in series with inductance (L), resistance (R), and electromotive force (e), feedback current control, and proportional compensators. 3 shows the execution result of the program. Unlike the carrier fill width modulation method, the second invention operates in discontinuous current mode. However, in the case of discontinuous current mode, if the proportional gain (Kp) is too large, switching may not be evenly distributed. Clear all; clc; close all
vc=0.3; s=0;  vc = 0.3; s = 0;
fs=100; Ts=l/fs; Kp=50; Vdc=2;  fs = 100; Ts = l / fs; Kp = 50; Vdc = 2;
a=Vdc/Ts/Kp; b=a*Ts;  a = Vdc / Ts / Kp; b = a * Ts;
f=2; w=2*pi*f; LO.02; R=0.01; em=l; irm=l ; i=0;  f = 2; w = 2 * pi * f; LO.02; R = 0.01; em = l; irm = l; i = 0;
Ks=1000; dt=Ts/Ks; tmax=100*Ts;  Ks = 1000; dt = Ts / Ks; tmax = 100 * Ts;
NK=round(tmax/dt); t=0;  NK = round (t max / dt); t = 0;
iw=zeros(l,NK); irw=zeros(l,NK);  iw = zeros (l, NK); irw = zeros (l, NK);
vrw=zeros( 1 ,NK); vcw=zeros( 1 ,NK); vw=zeros(l,NK);  vrw = zeros (1, NK); vcw = zeros (1, NK); vw = zeros (l, NK);
for extend=l: l  for extend = l: l
for K=1:NK; t=t+ dt;  for K = 1: NK; t = t + dt;
e=em+ 0.5*cos(w*t); ir=irm*sin(w*t); if ir<0.1 ir=0.1; end; e = em + 0.5 * cos (w * t); ir = irm * sin (w * t); if ir <0.1 ir = 0.1; end;
vr=irᅳ i; ' vr = ir ᅳ i; '
vc=vc一 a*dt;  vc = vc one a * dt;
if s==l && vr<-vc s=0; vc=vc+ b;  if s == l && vr <-vc s = 0; vc = vc + b;
elseif s==0 && vr>vc s=l; vc=vc+ b; end  elseif s == 0 && vr> vc s = l; vc = vc + b; end
if s==l v=Vdc; else v=0; end  if s == l v = Vdc; else v = 0; end
i=i+ 1/L*(vᅳ R*i-e)*dt; if i<0 i=0; end  i = i + 1 / L * (v ᅳ R * i-e) * dt; if i <0 i = 0; end
iw(K)=i; irw(K)=ir; vrw(K)=vr; vcw(K)=vc; vw(K)=v;  iw (K) = i; irw (K) = ir; vrw (K) = vr; vcw (K) = vc; vw (K) = v;
end  end
figure; hold on; axis( [l NK—1 1 ])  figure; hold on; axis ([l NK—1 1])
plot(vcw,'b')i plot (ᅳ vcw/b'); plot(vrw,'r');  plot (vcw, 'b') i plot (vcw / b '); plot (vrw, 'r');
figure; hold on; axis( [l NK -4 4]); plot(vw/r');  figure; hold on; axis ([l NK-4 4]); plot (vw / r ');
figure; hold on; axis( [l NK —2 2D;  figure; hold on; axis (l NK —2 2D;
plot(irw,'b'); plot(iw,'r');  plot (irw, 'b'); plot (iw, 'r');
end 둘째 발명 의 역를 보정 정류기 시뮬레이션 프로그램  end Second rectifier rectifier simulation program
다음은 둘째 발명의 역를 보정 정류기 에 대한 MATLAB 시물레이션 프로그 램 예이다. 프로그램에서, 전류는 기전력 (e)으로부터 변환기로 거꾸로 흐로며, 다이오 드에 의해 음수로 제한된다. 실행 결과의 제시는 생략한다. clear all; clci close all  The following is an example MATLAB simulation program for the inverse corrected rectifier of the second invention. In the program, the current flows backwards from the electromotive force (e) to the converter and is negatively limited by the diode. The presentation of execution results is omitted. clear all; clci close all
vc=0.3; s=0;  vc = 0.3; s = 0;
fs=100; Ts=l/fs; Kp=50; Vdc=2;  fs = 100; Ts = l / fs; Kp = 50; Vdc = 2;
a=Vdc/Ts/Kp; b=a*Ts;  a = Vdc / Ts / Kp; b = a * Ts;
f=2; w=2*pi*f, L=0.02; RO.01; em=1.6; irm=l; i=0;  f = 2; w = 2 * pi * f, L = 0.02; RO.01; em = 1.6; irm = l; i = 0;
Ks=1000; dt=Ts/Ks; tmax=100*Ts;  Ks = 1000; dt = Ts / Ks; tmax = 100 * Ts;
NK=round(tmax/dt); t=0;  NK = round (t max / dt); t = 0;
iw=zeros(l,NK); irw=zeros(l,NK);  iw = zeros (l, NK); irw = zeros (l, NK);
vrw=zeros( 1 ,NK); vc w=zero s( 1 ,NK); vw=zeros(l,NK);  vrw = zeros (1, NK); vc w = zero s (1, NK); vw = zeros (l, NK);
for extend=l:l  for extend = l: l
for K=l:NK; t=t+ dt;  for K = l: NK; t = t + dt;
e=em*abs(cos(w*t)); ir=-irm*abs(cos(w*t)); vr=ir-i;  e = em * abs (cos (w * t)); ir = -irm * abs (cos (w * t)); vr = ir-i;
vc=vc— a*dt; if s==l && vr<-vc s=0; vc=vc+ b; vc = vc—a * dt; if s == l && vr <-vc s = 0; vc = vc + b;
elseif s==0 && vr>vc s=l; vc=vc+ b; end  elseif s == 0 && vr> vc s = l; vc = vc + b; end
if s==l v=Vdc; else v=0; end  if s == l v = Vdc; else v = 0; end
i=i+ l/L*(v-R*i-e)*dt; if i>0 i=0; end  i = i + l / L * (v-R * i-e) * dt; if i> 0 i = 0; end
iw(K)=i; irw(K)=ir; vrw(K)=vr; vcw(K)=vc; vw(K)=v;  iw (K) = i; irw (K) = ir; vrw (K) = vr; vcw (K) = vc; vw (K) = v;
end  end
figure! hold on; axis([l NK -1 1 ])  figure! hold on; axis ([l NK -1 1])
plot(vcw,'b'); plot (ᅳ vcw,'b'); plot(vrw,'r');  plot (vcw, 'b'); plot (vcw, 'b'); plot (vrw, 'r');
figure; hold on; axis( [ l NK _4 4]); plot(vw.'r');  figure; hold on; axis ([l NK _4 4]); plot (vw.'r ');
figure; hold on; axis( [l NK -2 2]);  figure; hold on; axis ([l NK-2 2]);
plot(-irw,'b'); plot(-iw,'r');  plot (-irw, 'b'); plot (-iw, 'r');
end 둘째 발명의 개 루프 제어 시뮬레이션 프로그램  end Dog loop control simulation program of the second invention
다음은 둘째 발명 의 개 루프 제어에서의 동작을 확인하기 위 한 MATLAB 시물레이션 프로그램 예이다. 도 4는 프로그램의 실행 결과이다. 둘째 발명은 개 루 프 제어에서는 삼각 반송파 펼스 폭 변조 방법과 동일한 결과를 보인다. clear all; clc; close all  The following is an example of a MATLAB simulation program for checking the operation in the open loop control of the second invention. 4 shows the execution result of the program. The second invention shows the same result as the triangular carrier spread width modulation method in open loop control. clear all; clc; close all
vc=0; s=0; tc=0;  vc = 0; s = 0; tc = 0;
fs=100; Ts=l/fs; Vdc=2; a=Vdc/Ts; b=a*Ts; .  fs = 100; Ts = l / fs; Vdc = 2; a = Vdc / Ts; b = a * Ts; .
f=2; w=2*pi*f;  f = 2; w = 2 * pi * f;
Ks=1000; dt=Ts/Ks; tmax=50*Ts;  Ks = 1000; dt = Ts / Ks; tmax = 50 * Ts;
NK=round(tmax/dt); t=0;  NK = round (t max / dt); t = 0;
vrw=zeros(l,NK); vcw=zeros(l,NK); vw=zeros(l,NK);  vrw = zeros (l, NK); vcw = zeros (l, NK); vw = zeros (l, NK);
for K=1:NK; t=t+ dt;  for K = 1: NK; t = t + dt;
vr=0.8*sin(w*t);  vr = 0.8 * sin (w * t);
%%  %%
vc=vc~a*dt;  vc = vc ~ a * dt;
if s==l && vr<-vc s=0; vc=vc+ b;  if s == l && vr <-vc s = 0; vc = vc + b;
elseif s==0 && vr>vc s=l; vc=vc+ b; end elseif s == 0 && vr> vc s = l; vc = vc + b; end
%  %
if s==l v=Vdc/2; else v=-Vdc/2; end  if s == l v = Vdc / 2; else v = -Vdc / 2; end
vrw(K)=vr; vcw(K)=vc; vw(K)=v; end vrw (K) = vr; vcw (K) = vc; vw (K) = v; end
figure; hold on; axis([ l NK -5 5]);  figure; hold on; axis ([l NK -5 5]);
plot(vcw,'b'); plot(vrw,'r');  plot (vcw, 'b'); plot (vrw, 'r');
figure; hold on; axisd l NK -4 4]); plot(vw,'r'); 위 프로그램의 °kPlo 사이 부분을 다음 프로그램으로 대체하면, 삼각 반송파 필스 폭 변조 방법을 확인할 수 있다. 다음 프로그램 및 도 4a에서 반송파 신호의 기 호를 본 발명의 반송파 밴드 신호 (vc)의 기호로 기술하였다. tc=tc+ dt; if tc>2*Ts tc=tc-2*Ts; end  figure; hold on; axisd l NK -4 4]); plot (vw, 'r'); If we replace the part between ° kPlo of the above program with the following program, we can check the triangular carrier fill width modulation method. In the following program and in Fig. 4A, the symbols of the carrier signals are described as symbols of the carrier band signal vc of the present invention. tc = tc + dt; if tc> 2 * Ts tc = tc-2 * Ts; end
if Ts*l/2<=tc && tc<Ts*3/2 as=+ a; else as=-a; end  if Ts * l / 2 <= tc && tc <Ts * 3/2 as = + a; else as = -a; end
vc=vc+ as*dt;  vc = vc + as * dt;
if vr>vc s=l; else s=0; end 둘째 발명은 개 루프 제어에서 뿐만 아니 라 폐 루프 제어에서도, 보상기의 이득을 작게 하는 경우에는, 삼각 반송파 필스 폭 변조 방법과 동일한 결과를 보인 다. 단, 삼각 반송파 필스 폭 변조 방법에 다중 교차 문제가 발생하지 않는 조건에서 이다. 둘째 발명은 삼각 반송파 필스 폭 변조 방법의 경사 부분을 확장하여 보상기 이득의 크기에 관계없이 다중 교차 문제가 발생하지 않도록 한 것으로 볼 수 있다. 한편, 그럴 필요가 있는 것은 아니지만, 둘째 발명은 보상기의 이득을 무한대로 하는 경우에는 히스테리시스 필스 폭 변조 방법과 동일하게 된다. 둘째 발명의 다 -레벨 필스 폭 변조 방법 시뮬레이션 프로그램  if vr> vc s = l; else s = 0; end The second invention shows the same result as the triangular carrier fill width modulation method when the gain of the compensator is reduced not only in the open loop control but also in the closed loop control. However, in the triangular carrier fill width modulation method, the multi-crossing problem does not occur. The second invention can be seen to extend the slope portion of the triangular carrier fill width modulation method so that no multi-crossing problem occurs regardless of the size of the compensator gain. On the other hand, although not necessary, the second invention is the same as the hysteresis field width modulation method when the gain of the compensator is infinite. Multi-level fill width modulation method simulation program of the second invention
다음은 둘째 발명의 5-레벨 필스 폭 변조 방법에 대한 MATLAB 시물레이 션 프로그램 예이다. 직류 -교류 변환, 부하는 인덕 턴스 (L), 저항 (R), 및 기전력 (e)이 직 렬로 연결된 회로, 피드백 전류 제어, 및 비 례 보상기의 경우에 대한 것 이다. 밴드 여유 (bm)는 0으로 할 수도 있으며 작은 값을 줄 수도 있다. 도 5는 프로그램의 실행 결과이다. clear all; clc; close all  The following is an example of the MATLAB simulation program for the 5-level fill width modulation method of the second invention. DC-to-AC conversion, loads are for circuits in series with inductance (L), resistance (R), and electromotive force (e), feedback current control, and proportional compensators. The band margin (bm) may be zero or may be given a small value. 5 shows the execution result of the program. clear all; clc; close all
NL=5; vc=0.1; s=0; ss=0;  NL = 5; vc = 0.1; s = 0; ss = 0;
fs=100; Ts=l/fs; Kp=50; Vdc=2;  fs = 100; Ts = l / fs; Kp = 50; Vdc = 2;
a=Vdc/Ts/Kp; b=a*Ts; bm=0;  a = Vdc / Ts / Kp; b = a * Ts; bm = 0;
f=4; w=2*pi*f; L=0.02; R=0.01; em=3; irm=l ; i=0; Ks=1000; dt=Ts/Ks; tmax=50*Ts; f = 4; w = 2 * pi * f; L = 0.02; R = 0.01; em = 3; irm = l; i = 0; Ks = 1000; dt = Ts / Ks; tmax = 50 * Ts;
NK=round(tmax/dt); t=0;  NK = round (t max / dt); t = 0;
iw=zeros(l,NK); irw=zeros(l,NK);  iw = zeros (l, NK); irw = zeros (l, NK);
vrw=zeros( 1 ,NK); vcw=zeros(l,NK); vw=zeros(l,NK);  vrw = zeros (1, NK); vcw = zeros (l, NK); vw = zeros (l, NK);
for extend=l:l  for extend = l: l
for K=1:NK; t=t+ dt;  for K = 1: NK; t = t + dt;
e=em*cos(w*t); ir=irm*cos(w*t); vr=ir-i;  e = em * cos (w * t); ir = irm * cos (w * t); vr = ir-i;
vc=vc~a*dt; vc = vc to a * dt;
if s==l && vr<-vc s=0; vc=vc+ b;  if s == l && vr <-vc s = 0; vc = vc + b;
elseif s==0 && vr>vc s=l; vc=vc+ b; end  elseif s == 0 && vr> vc s = l; vc = vc + b; end
if s==l && vr> vc+ bm ss=ss+ 1; end  if s == l && vr> vc + bm ss = ss + 1; end
if s==0 && vr<-vc-bm ss=ss l; end  if s == 0 && vr <-vc-bm ss = ss l; end
if ssXNL-2) ss=(NL-2); elseif ss<0 ss=0; end  if ssXNL-2) ss = (NL-2); elseif ss <0 ss = 0; end
v=(ss+ s-(NL-l)/2)*Vdc;  v = (ss + s- (NL-l) / 2) * Vdc;
i=i+ l/L*(v-R*i-e)*dt;  i = i + l / L * (v-R * i-e) * dt;
iw(K)=i; irw(K)=ir; vrw(K)=vr; vcw(K)=vc; vw(K)=v;  iw (K) = i; irw (K) = ir; vrw (K) = vr; vcw (K) = vc; vw (K) = v;
end  end
figure; hold on; axis( [l NK 一 1 1 ])  figure; hold on; axis ([l NK 一 1 1])
plot(vcw,'b'); plot(-vcw,'b'); plot(vrw,'r');  plot (vcw, 'b'); plot (-vcw, 'b'); plot (vrw, 'r');
figure; hold on; axis( [ l NK -8 8]); plot(vw,'r');  figure; hold on; axis ([l NK-8 8]); plot (vw, 'r');
figure; hold on; axis( [l NK -2 2]);  figure; hold on; axis ([l NK-2 2]);
plot(irw,'b'); plot(iw,'r');  plot (irw, 'b'); plot (iw, 'r');
end 둘째 발명의 2상 필스 폭 변조 방법 시물레이션 프로그램  end Simulation of a Two-Phase Pill Width Modulation Method of the Second Invention
다음은 둘째 발명의 2상 필스 폭 변조 방법에 대한 MATLAB 시뮬레이션 프로그램 예이다. 직류 -교류 변환, 부하는 인덕턴스 (L), 저항 (R), 및 사다리꼴 기전력 (e)이 직 렬로 연결된 회로, 사다리꼴 기준 전류 (ir), 피드백 전류 제어 , 및 비 례 보상 기 의 경우에 대한 것이다. 이 실시 예는 2상 각각에 대해서 반송파 밴드 신호를 사용 하는 것이 특징 이다. 도 6은 프로그램의 실행 결과이다. function main  The following is an example of a MATLAB simulation program for the two-phase pillar width modulation method of the second invention. DC-to-AC conversion, the load is for the case of a circuit with inductance (L), resistance (R), and trapezoidal electromotive force (e) in series, trapezoidal reference current (ir), feedback current control, and proportional compensator . This embodiment is characterized by using a carrier band signal for each of the two phases. 6 shows the execution result of the program. function main
clear all; clc; close all  clear all; clc; close all
vc=0.1* [l;l ] ; s= [0;0] ; fs=100; Ts=l/fs; Kp-50; Vdc=2; vc = 0.1 * [l; l]; s = [0; 0]; fs = 100; Ts = l / fs; Kp-50; Vdc = 2;
a=Vdc/Ts/Kp; b=a*Ts; a = Vdc / Ts / Kp; b = a * Ts;
f=4; w=2*pi*f; L=0.02; R=0.01; em=0.8; irm=l; i=0;f = 4; w = 2 * pi * f; L = 0.02; R = 0.01; em = 0.8; irm = l; i = 0;
Ks=1000; dt=Ts/Ks; tmax=50*Ts; Ks = 1000; dt = Ts / Ks; tmax = 50 * Ts;
NK=round(tmax/dt); t=0; NK = round (t max / dt); t = 0;
iw=zeros(l,NK); irw=zeros(l,NK); iw = zeros (l, NK); irw = zeros (l, NK);
vrw=zeros(2 ,NK); vcw=zeros(2,NK); vw=zeros(l,NK); for extend=l: l vrw = zeros (2, NK); vcw = zeros (2, NK); vw = zeros (l, NK); for extend = l: l
for K=1:NK; t=t+ dt; for K = 1: NK; t = t + dt;
e=em*F(w*t); ir=irm*F(w*t); e = em * F (w * t); ir = irm * F (w * t);
vr(l)=ir-i; vr(2)=-vr(l); vr (l) = ir-i; vr (2) = − vr (l);
for m=l:2 for m = l: 2
vc(m)=vc(m)-a*dt; vc (m) = vc (m) -a * dt;
if s(m)==l && vr(m)<—vc(m) if s (m) == l && vr (m) <— vc (m)
s(m)=0; vc(m)=vc(m) + b; s (m) = 0; vc (m) = vc (m) + b;
elseif s(m)==0 && vr(m)>vc(m) elseif s (m) == 0 && vr (m)> vc (m)
s(m)=l; vc(m)=vc(m)+ b; end s (m) = l; vc (m) = vc (m) + b; end
end end
v=(s(l)-s(2) Vdc; v = (s (l) -s (2) Vdc;
i=i+ l/L*(v-R*i-e)*dt; i = i + l / L * (v-R * i-e) * dt;
iw(K)=i; irw(K)=ir; vrw (:, K)=vr; vcw(:,K)=vc; vw(K)=v; end iw (K) = i; irw (K) = ir; vrw (:, K) = vr; vcw (:, K) = vc; vw (K) = v; end
figure; hold on; axis([l NK 一 1 1 ]) figure; hold on; axis ([l NK 一 1 1])
plot(vcw(l,*) b'); plot(-vcw(l, ,'b'); plot(vrw(l,:),V); figure; hold on; axis([ l NK—4 4]); plot(vw/r'); plot (vcw (l, * ) b '); plot (-vcw (l,, 'b'); plot (vrw (l, :), V); figure; hold on; axis ([l NK—4 4]); plot (vw / r ');
figure; hold on; axis( [ l NK -2 2]); figure; hold on; axis ([l NK-2 2]);
plot(irw/b'); plotGw/r'); plot (irw / b '); plotGw / r ');
end; end end; end
function y=F(thl) function y = F (thl)
a=pi/8; th=mod(thl,2*pi); ' a = pi / 8; th = mod (thl, 2 * pi); '
if th<a y=l/a*th; elseif th<pi— a y=l ; if th <a y = l / a * th; elseif th <pi— a y = l;
elseif th<pi+ a y=- l/a*(th-pi); elseif th <pi + a y = −l / a * (th-pi);
elseif th<2*pi一 a y=-l ; else y=l/a*(th一 2*pi); end end 둘째 발명의 2상 단일 밴드 필스 폭 변조 방법 시뮬레이션 프로그램 다음은 둘째 발명의 2상 단일 밴드 필스 폭 변조 방법에 대한 MATLAB 시 뮬레이션 프로그램 예이다. 이 실시 예는 2상 공통 단일 반송파 밴드 신호를 사용하는 것이 특징이다. 반송파 벤드 신호 (vc)의 모양이 다를 뿐, 프로그램의 실행 결과는 도elseif th <2 * pi 一 ay = -l; else y = l / a * (th 一 2 * pi); end end Simulation Program for Two-Phase Single Band Pill Width Modulation of the Second Invention The following is an example of a MATLAB simulation program for the two-phase single band fill width modulation method of the second invention. This embodiment is characterized by using a two-phase common single carrier band signal. Only the shape of the carrier bend signal vc is different, and the execution result of the program is shown in FIG.
6과 동일하다. function main Same as 6. function main
clear all; clc; close all  clear all; clc; close all
N=2; vc=l/10; s=zeros(N,l); sa=0;  N = 2; vc = l / 10; s = zeros (N, l); sa = 0;
fs=100; Ts=l/fs; Kp=50; Vdc=2;  fs = 100; Ts = l / fs; Kp = 50; Vdc = 2;
a=Vdc/Ts/Kp; b=a*Ts;  a = Vdc / Ts / Kp; b = a * Ts;
f=4; =2*pi*f; L=0.02; R=0.01; emO.8; irm=l; i=0;  f = 4; = 2 * pi * f; L = 0.02; R = 0.01; emO.8; irm = l; i = 0;
Ks=1000; dt=Ts/Ks; tmax=50*Ts;  Ks = 1000; dt = Ts / Ks; tmax = 50 * Ts;
NK=round(tmax/dt); t=0;  NK = round (t max / dt); t = 0;
iw=zeros(l,NK); irw=zeros(l,NK);  iw = zeros (l, NK); irw = zeros (l, NK);
vrw=zeros(2,NK); vcw=zeros( 1 ,NK); vw=zeros(l,NK);  vrw = zeros (2, NK); vcw = zeros (1, NK); vw = zeros (l, NK);
for extend=l:l  for extend = l: l
for K=1 :NK; t=t+ dt;  for K = 1: NK; t = t + dt;
e=em*F(w*t); ir=irm*F(w*t); vr(l)=ir-i; vr(2)=-vr(l);  e = em * F (w * t); ir = irm * F (w * t); vr (l) = ir-i; vr (2) = − vr (l);
%%  %%
vc=vc~a*dt;  vc = vc ~ a * dt;
for m=l:N  for m = l: N
if sa==l && s(m)==l && vr(m)〈ᅳ vc s(m)=0;  if sa == l && s (m) == l && vr (m) &lt; vc s (m) = 0;
elseif sa==0 && s(m)==0 && vr(m)>vc s(m)=l; end  elseif sa == 0 && s (m) == 0 && vr (m)> vc s (m) = l; end
end  end
if sa==l && all(s==0) vc=vc+ b; sa=0; end  if sa = l && all (s == 0) vc = vc + b; sa = 0; end
if sa==0 && all(s==l) vc-vc+ b; sa=l; end  if sa == 0 && all (s == l) vc-vc + b; sa = l; end
%%  %%
v=(s(l)-s(2))*Vdc;  v = (s (l) -s (2)) * Vdc;
i=i+ l/L*(v-R*i-e)*dt;  i = i + l / L * (v-R * i-e) * dt;
iw(K)=il irw(K)=ir; vrw (: ,K)=vr; vcw(K)=vc; vw(K)=v;  iw (K) = il irw (K) = ir; vrw (:, K) = vr; vcw (K) = vc; vw (K) = v;
end  end
figure; hold on; axis([l NK 1 1 ]) plot(vcw,'b'); plot(-vcw,'b'); plot(vrw(l, ,'r')-. figure; hold on; axis ([l NK 1 1]) plot (vcw, 'b'); plot (-vcw, 'b'); plot (vrw (l,, 'r')-.
figure; hold on; axis( [l NK -4 4]); plot(vw,'r');  figure; hold on; axis ([l NK-4 4]); plot (vw, 'r');
figure; hold on; axis([ l NK -2 2]);  figure; hold on; axis ([l NK-2 2]);
plot(irw,'b')'. plot(iw,'r')'> plot (irw, 'b') ' . plot (iw, 'r') ' >
end; end  end; end
function y=F(thl)  function y = F (thl)
a=pi/8; th=mod(thl,2*pi);  a = pi / 8; th = mod (thl, 2 * pi);
if th<a y=l/a*th; elseif th<pi-a y=l;  if th <a y = l / a * th; elseif th <pi-a y = l;
elseif th<pi+ a y=ᅳ l/a*(thᅳ pi);  elseif th <pi + a y = ᅳ l / a * (th ᅳ pi);
elseif th<2*pi-a y=—l; else y=l/a*(th-2*pi); end  elseif th <2 * pi-a y = —l; else y = l / a * (th-2 * pi); end
end 한편, 다음 프로그램은 변형 된 실시 예이다. 위 프로그램의 % 사이 부분을 다음 프로그램으로 대체하면, 유사하게 동작한다. vc=vc-a*dt;  end Meanwhile, the following program is a modified embodiment. If you replace the part between% of the above program with the following program, it works similarly. vc = vc-a * dt;
. for m=l :N  . for m = l: N
if s(m)==l && vr(m)<-vc s(m)=0; vc=vc+ b/2;  if s (m) == l && vr (m) <-vc s (m) = 0; vc = vc + b / 2;
elseif s(m)==0 && vr(m)>vc s(m)=l; vc=vc+ b/2; end  elseif s (m) == 0 && vr (m)> vc s (m) = l; vc = vc + b / 2; end
end 또 한편, 2—레벨의 2상 변환기는 3-레벨 변환기와 동등하다. 따라서, 3-레 벨 필스 폭 변조 방법 이 사용될 수도 있다. 둘째 발명의 다상 필스 폭 변조 방법 시뮬레이션 프로그램  end On the other hand, two-level two-phase converters are equivalent to three-level converters. Thus, a three-level fill width modulation method may be used. Multiphase Pill Width Modulation Method Simulation Program of Second Invention
다음은 둘째 발명의 다상 필스 폭 변조 방법에 대한 MATLAB 시물레이션 프로그램 예이 다. 직류 -3상 중성 점 결선 교류 변환, 부하는 3상 일정 속도 동기 전동 기 모델, 전류 제어에 의한 토크 (T) 제어, 및 비 례 보상기의 경우에 대한 것이다. 도 7은 프로그램의 실행 결과이다. 도 7a는 첫째 상의 변조 기준 신호 (vr) 및 반송파 신 호 (vc), 도 7b는 첫째 상의 직류축 중성 점 -기준 상전압 (V), 도 7c는 첫째 상의 교류 측 중성 점 -기준 상전압 (vn), 도 7d는 첫째 상의 기준 전류 (ir) 및 출력 전류 (0, 그리 고 도 7e는 발생한 토크 (T)를 보인다.  The following is an example of the MATLAB simulation program for the polyphase fill width modulation method of the second invention. DC-to-three-phase neutral point ac conversion, loads are for three-phase constant speed synchronous motor models, torque (T) control by current control, and proportional compensators. 7 shows the execution result of the program. 7A shows the modulation reference signal (vr) and the carrier signal (vc) of the first phase, FIG. 7B shows the DC axis neutral point of the first phase-the reference phase voltage (V), and FIG. 7C shows the neutral point of the AC phase of the first phase-the reference phase voltage ( vn), FIG. 7D shows the reference current (ir) and the output current (0) of the first phase, and FIG. 7E shows the generated torque (T).
둘째 발명의 다상 필스 폭 변조 방법은 스위칭 주파수가 레글레이션 될 뿐 만 아니라, '동기화가 되기 때문에 고조파 발생량이 비교적 적다. 그리고 저속 즉 변 조율이 낮을 때에도 리미트 사이클 현상은 나타나지 않는다. 다만, 비 례 이득 (Kp)이 너무 크면, 다상이 동기화되지 않고 히스테리시스 필스 폭 변조 방법과 유사하게 동 작하거나 다상이 바람직하지 않게 동기화되는 현상이 발생할 수 있다. 따라서, 비 례 이득 (Kp)을 너무 크지 않게 할 필요가 있다. 대신에 , 오차를 더욱 줄이기 위해서는 적분 이득을 추가하는 것이 바람직하다. clear all; clc; close all The multi-phase pillar width modulation method of the second invention not only causes the switching frequency to be regulated, but also is ' synchronized, so that harmonic generation is relatively low. And low speed instant change There is no limit cycle even when tuning is low. However, if the proportional gain Kp is too large, the polyphase may not be synchronized and may operate similar to the hysteresis field width modulation method, or the polyphase may be undesirably synchronized. Therefore, it is necessary to make the proportional gain Kp not too large. Instead, it is desirable to add an integral gain to further reduce the error. clear all; clc; close all
N=3; vc=0.2*ones(N,l); s=zeros(N,l);  N = 3; vc = 0.2 * ones (N, l); s = zeros (N, l);
fs=100; Ts=l/fs; Kp=30; Vdc=2;  fs = 100; Ts = l / fs; Kp = 30; Vdc = 2;
a=Vdc/Ts/Kp; b=a*Ts;  a = Vdc / Ts / Kp; b = a * Ts;
3- f=2; w=2*pi*f; L=0.02; R=0.01;  3-f = 2; w = 2 * pi * f; L = 0.02; R = 0.01;
Ps=0.4*Vdc/(2*pi*4); irm=l; i=zeros(N,l);  Ps = 0.4 * Vdc / (2 * pi * 4); irm = l; i = zeros (N, l);
Ks=1000; dt=Ts/Ks; tmax=50*Ts;  Ks = 1000; dt = Ts / Ks; tmax = 50 * Ts;
NK=round(tmax/dt); t=0;  NK = round (t max / dt); t = 0;
iw=zeros(N,NK); irw=zeros(N,NK); Tw=zeros(l,NK);  iw = zeros (N, NK); irw = zeros (N, NK); Tw = zeros (l, NK);
vrw=zeros(N,NK); vcw=zeros(N,NK);  vrw = zeros (N, NK); vcw = zeros (N, NK);
vw=zeros(N,NK); vnw=zeros(N,NK);  vw = zeros (N, NK); vnw = zeros (N, NK);
for extend=l:l  for extend = l: l
for K=1 :NK; t=t+ dt;  for K = 1: NK; t = t + dt;
for m=l:N; e(m,l)=w*Ps*cos(w*t-(m-l)/N*2*pi); end  for m = l: N; e (m, l) = w * Ps * cos (w * t− (m−l) / N * 2 * pi); end
for m=l:N; ir(m,l)=irm*cos(w*t-(m- l)/N*2*pi); end  for m = l: N; ir (m, l) = irm * cos (w * t− (m−l) / N * 2 * pi); end
vr=ir-i;  vr = ir-i;
for m=l:N  for m = l: N
vc(m)=vc(m)-a*dt;  vc (m) = vc (m) -a * dt;
if s(m)==l && vr(m)<-vc(m)  if s (m) == l && vr (m) <-vc (m)
s(m)=0; vc(m)=vc(m) + b;  s (m) = 0; vc (m) = vc (m) + b;
elseif s(m)==0 && vr(m)>vc(m)  elseif s (m) == 0 && vr (m)> vc (m)
s(m)=l ; vc(m)=vc(m) + b; end  s (m) = l; vc (m) = vc (m) + b; end
end  end
v=(s-0.5)*Vdc; vn=v-sum(v)/N;  v = (s-0.5) * Vdc; vn = v-sum (v) / N;
i=i+ l/L*(vn-R*i-e)*dt; T=e'*i/w;  i = i + l / L * (vn-R * i-e) * dt; T = e '* i / w;
iw (:, K)=i; irw (:, K)=ir; vrw (: ,K)=vr; vcw (:, K)=vc;  iw (: K) = i; irw (: K) = ir; vrw (:, K) = vr; vcw (:, K) = vc;
vw(:,K)=v; vnw (: ,K)=vn; Tw (: ,K)=T;  vw (:, K) = v; vnw (:, K) = vn; Tw (:, K) = T;
end m=l ; end m = l;
figure', hold on; axis( [l NK -1 1 ]) figure ' , hold on; axis ([l NK -1 1])
plot(vcw(m, ,'b'); plot(-vcw(m, ,'b'); plot(vrw(m,:),'r');  plot (vcw (m,, 'b'); plot (-vcw (m,, 'b'); plot (vrw (m, :), 'r');
figure; hold on; axis( [l NK -4 4]); plot(v\y(m,:),'r');  figure; hold on; axis ([l NK-4 4]); plot (v \ y (m, :), 'r');
figure! hold on; axis( [ l NK -4 4]); plot(vnw(m,:),'r');  figure! hold on; axis ([l NK-4 4]); plot (vnw (m, :), 'r');
figure; hold on; axis( [l NK -2 2]);  figure; hold on; axis ([l NK-2 2]);
plot(irw(m, ,'b'); plot(iw(m, ,'r');  plot (irw (m,, 'b'); plot (iw (m,, 'r');
figure; hold on; axis([l NK -3 3]); plot(Tw/Ps,'r');  figure; hold on; axis ([l NK-3 3]); plot (Tw / Ps, 'r');
end 둘째 발명 의 다상 단일 밴드 필스 폭 변조 방법 시물레이션 프로그램 다음은 둘째 발명의 다상 단일 밴드 필스 폭 변조 방법에 대한 MATLAB 시 물레이션 프로그램 예이다. 단일 밴드 신호를 사용한다는 것 외에는, 바로 앞에서 제 시 한 다상 필스 폭 변조 방법과 동일한 경우에 대한 것이며 , 거의 같은 특성들을 보 인다. 실행 결과의 제시는 생략한다. clear all; dc; close all  end Simulation program of polyphase single band fill width modulation method of the second invention The following is an example of a MATLAB simulation program for the polyphase single band fill width modulation method of the second invention. Except for the use of a single band signal, it is the same case as the polyphase fill width modulation method presented earlier, and shows almost the same characteristics. The presentation of execution results is omitted. clear all; dc; close all
N=3; vc=0.2; s=zeros(N, l); sa=0;  N = 3; vc = 0.2; s = zeros (N, l); sa = 0;
fs=100; Ts=l/fs; Kp=30; Vdc=2;  fs = 100; Ts = l / fs; Kp = 30; Vdc = 2;
a=Vdc/Ts/Kp; b=a*Ts;  a = Vdc / Ts / Kp; b = a * Ts;
f=2; w=2*pi*f; L=0.02; R=0.01;  f = 2; w = 2 * pi * f; L = 0.02; R = 0.01;
Ps=0.4*Vdc/(2*pi*4); irm=l; i=zeros(N, l);  Ps = 0.4 * Vdc / (2 * pi * 4); irm = l; i = zeros (N, l);
Ks=1000; dt=Ts/Ks; tmax=50*Ts;  Ks = 1000; dt = Ts / Ks; tmax = 50 * Ts;
NK=round(tmax/dt); t=0;  NK = round (t max / dt); t = 0;
iw=zeros(N,NK); irw=zeros(N,NK); Tw=zeros(l,NK);  iw = zeros (N, NK); irw = zeros (N, NK); Tw = zeros (l, NK);
vrw=zeros(N,NK); vcw=zeros(l,NK);  vrw = zeros (N, NK); vcw = zeros (l, NK);
vw=zeros(N,NK); vnw=zeros(N,NK);  vw = zeros (N, NK); vnw = zeros (N, NK);
for extend=l: l  for extend = l: l
for K=1 :NK; t=t+ dt;  for K = 1: NK; t = t + dt;
for m=l:N; e(m,l)=w*Ps*cos(w*t— (m—l)/N*2*pi); end  for m = l: N; e (m, l) = w * Ps * cos (w * t— (m—l) / N * 2 * pi); end
for m=l:N; ir(m,l)=irm*cos(w*t-(m-l)/N*2*pi); end  for m = l: N; ir (m, l) = irm * cos (w * t− (m−l) / N * 2 * pi); end
vr=irᅳ i;  vr = ir ᅳ i;
vc=vc-a*dt;  vc = vc-a * dt;
for m=l:N if sa==l && s(m)==l && vr(m)<-vc s(m)=0; for m = l: N if sa == l && s (m) == l && vr (m) <-vc s (m) = 0;
elseif sa==0 && s(m)==0 && vr(m)>vc s(m)=l; end  elseif sa == 0 && s (m) == 0 && vr (m)> vc s (m) = l; end
end  end
if sa==l && all(s==0) vc=vc+ b; sa=0; end  if sa = l && all (s == 0) vc = vc + b; sa = 0; end
if sa==0 && all(s==l) vc=vc+ b; sa=l; end  if sa == 0 && all (s == l) vc = vc + b; sa = l; end
v=(s-0.5)*Vdc; vn=v-sum(v)/N;  v = (s-0.5) * Vdc; vn = v-sum (v) / N;
i=i+ l/L*(vn-R*i-e)*dt; T=e'*i/w;  i = i + l / L * (vn-R * i-e) * dt; T = e '* i / w;
iw(:,K)=i; irw (: ,K)=ir; vrw (:, K)=vr; vcw(K)=vc;  iw (:, K) = i; irw (:, K) = ir; vrw (:, K) = vr; vcw (K) = vc;
vw(:,K)=v; vnw (:, K)=vn; Tw (: ,K)=T;  vw (:, K) = v; vnw (: K) = vn; Tw (:, K) = T;
end  end
m=l;  m = l;
figure! hold on; axis( [l NK - 1 1 ]);  figure! hold on; axis ([l NK-1 1]);
plot(vcw,'b'); plot (ᅳ vcw,'b'); plot(vrw(m,:),'r');  plot (vcw, 'b'); plot (vcw, 'b'); plot (vrw (m, :), 'r');
figure; hold on; axis( [l NK -4 4]); plot(vw(m,:),'r');  figure; hold on; axis ([l NK-4 4]); plot (vw (m, :), 'r');
figure', hold on; axis([l NK -4 4]); plot(vnw(m,:),'r'); figure ' , hold on; axis ([l NK-4 4]); plot (vnw (m, :), 'r');
figure; hold on; axis([l NK -2 2]);  figure; hold on; axis ([l NK-2 2]);
plot(irw(m, ,'b'); plot(iw(m, ,'r');  plot (irw (m,, 'b'); plot (iw (m,, 'r');
figure; hold on; axis( [ l NK -3 3]); plot(Tw/Ps,'r');  figure; hold on; axis ([l NK-3 3]); plot (Tw / Ps, 'r');
end  end
【유리 한 효과】 [Favorable effect]
선행 허용 밴드 제어 히스테리시스 필스 폭 변조 방법들은 스위칭 주파수를 검출하는 수단을 마련하고, 기준 스위 칭 주파수 신호에서 검출된 스위칭 주파수 신호 를 빼고 보상기를 거 쳐사 허용 밴드 신호를 조정하는 것 이 주요 특징 이다. 선행 방법 들은 히스테리시스 필스 폭 변조 방법의 우수한 특성들을 유지하면서, 스위 칭 주파수 가 레글레이션 되지만, 구현이 그다지 용이하지 않으며 스위 칭 주파수의 레글레이션 성능도 만족스럽지 않다. 근본적으로, 스위 칭 주파수를 검출하는 것 이 용이하지 않으 며, 또한 스위칭 주파수와 허용 밴드가 성질상 역비 례 관계를 갖기 때문이다.  Prior allowed band control hysteresis Field width modulation methods are characterized by providing a means for detecting the switching frequency, subtracting the detected switching frequency signal from the reference switching frequency signal and adjusting the allowed band signal through a compensator. While the preceding methods maintain the excellent characteristics of the hysteresis field width modulation method, the switching frequency is legulated, but the implementation is not very easy and the switching performance of the switching frequency is not satisfactory. Essentially, detecting the switching frequency is not easy, and because the switching frequency and the allowable band are inversely related in nature.
첫째 발명은 스위 칭 주파수가 아닌 스위칭 주기를 가지고 허용 밴드를 피드 백 제어 한다. 스위칭 주기를 검출하는 수단을 마련하고, 기준 스위 칭 주기 신호에서 검출된 스위 칭 주기 신호를 빼고 표본화 보상기를 거 쳐서 허용 밴드 신호를 조정하 는 것 이 주요 특징 이다. 스위 칭 주기는 스위칭 주파수의 역수이다. 그러나 스위칭 주 기는 단순한 타이머를 가지고 매 주기마다 정 확하게 검출할 수 있다. 그리고 스위칭 주기와 허용 밴드는 성질상 비 례 관계를 갖는다. 따라서 첫째 발명은 선행 방법들에 비해 구현이 용이하며 스위칭 주파수의 레귤레이션 성능도 만족스럽 게 된다. 첫째 발 명은 2-레벨, 다-레벨, 및 다상 전력 변환기에 적용될 수 있다. The first invention feeds back the allowable band with a switching period rather than switching frequency. The main feature is to provide a means for detecting the switching period, and to adjust the allowed band signal by subtracting the switching period signal detected from the reference switching period signal and going through a sampling compensator. The switching period is the inverse of the switching frequency. However, the switching cycle can be detected accurately every cycle with a simple timer. In addition, the switching period and the allowable band are proportional in nature. Therefore, the first invention is based on the preceding methods. Compared to this, it is easy to implement and the regulation performance of switching frequency is satisfactory. The first invention can be applied to two-level, multi-level, and multiphase power converters.
그렇지 만, 첫째 발명은 동기화가 가능하지 않으며 , 불연속 전류 모드에서는 동작하지 않으며, 개 루프 제어에서는 사용될 수 없다는 단점을 갖는다.  However, the first invention has the disadvantage that synchronization is not possible, does not operate in discrete current mode, and cannot be used in open loop control.
둘째 발명은 반송파 벤드 신호를 시간에 따라서 일정한 기을기로 감소시키 고, 제어 신호를 스위칭할 때 반송파 밴드 신호에 일정 한 스텝 값을 더하는 것이 주 요 특징 이다. 이 렇게 반송파 밴드 신호를 조정하는 것은 구현이 매우 용이하다. 그리 고 기본적으로, 둘째 발명은 히스테리시스 필스 폭 변조 방법의 우수한 특성들뿐만 아니라 반송파 필스 폭 변조 방법의 우수한 특성들을 함께 갖는다. 즉, 동기화가 가 능하며, 폐 루프 제어뿐만 아니라 개 루프 제어에서도 사용될 수 있다. 둘째 발명은 불연속 전류 모드에서도 동작한다. 그리고 2-레벨, 다-레벨, 및 다상 전력 변환기에 적용될 수 있다.  The second aspect of the present invention is to reduce the carrier bend signal with a constant phase over time, and to add a constant step value to the carrier band signal when switching the control signal. Adjusting the carrier band signal in this way is very easy to implement. And basically, the second invention has not only the excellent characteristics of the hysteresis field width modulation method but also the excellent characteristics of the carrier field width modulation method. That is, synchronization is possible and can be used for open loop control as well as closed loop control. The second invention works even in discontinuous current mode. And can be applied to two-level, multi-level, and polyphase power converters.
둘째 발명은, 반송파 펼스 폭 변조 방법과는 달리, 보상기꾀 비 례 이득의 크 기에 한계가 없으며, 따라서 보상기의 이득을 바람직 한 또는 필요한 만큼 크게 할 수 있다. 그러면, 반송파 펄스 폭 변조 방법에 비해서, 과도 웅답 속도, 추종 오차 및 정 상 상태 오차, 시스템의 변동에 대한 적웅성, 정 밀 튜닝의 부담 등 거의 모든 측면에 서 개선 효과를 얻을 수 있다. 또한, 보상기의 이득에 한계가 없기 때문에 이득 값에 큰 여유가 있게 되며, 따라서 신뢰성, 범용성, 및 편의성 등을 개선하는 효과를 얻을 수 있다. (이 러 한 개선 효과는 특히 전력 관리 집 적 회로 및 전동기 구동 집 적 회로 등에서 유익하다.) 다만, 비 례 이득을 크게 하면, 허용 밴드 신호가 평평해지며 스위 칭 주기가 안정화되는 과도 시 간이 길어진다. 그러나 비 례 이득이 아주 크지 않는 한, 과도 시간은 층분히 짧으며, 또한 비 례 이득을 아주 크게 할 필요가 있는 경우도 드물다. 덧붙여, 둘째 발명은 비 례 -적분 보상기 등 다른 보상기가 채용될 수 있지만, 대부분의 경우에 비 례 보상기만으로도 좋은 성능을 보인다.  The second invention, unlike the carrier spread width modulation method, has no limit on the size of the proportional gain of the compensator and thus the gain of the compensator can be increased as desired or necessary. Then, compared with the carrier pulse width modulation method, an improvement effect can be obtained in almost all aspects such as transient quiescent speed, following error and steady state error, redness to system variation, and burden of precision tuning. In addition, since there is no limit to the gain of the compensator, there is a large margin in the gain value, and thus an effect of improving reliability, generality, and convenience can be obtained. (This improvement is particularly beneficial in power management integrated circuits and motor-drive integrated circuits.) However, increasing the proportional gain results in longer transients that flatten the allowable band signal and stabilize the switching cycle. Lose. However, unless the proportional gain is very large, the transient time is extremely short, and it is rare that the proportional gain needs to be very large. In addition, in the second invention, other compensators such as proportional-integral compensators can be employed, but in most cases, proportional compensators show good performance.
둘째 발명은 보상기의 이득을 작게 하는 경우에는, 삼각 반송파 필스 폭 변 조 방법과 동일한 결과를 보인다. 단, 삼각 반송파 필스 폭 변조 방법에 다중 교차 문제가 발생하지 않는 조건에서 이다. 둘째 발명은 삼각 반송파 필스 폭 변조 방법의 경사 부분을 확장하여 보상기 이득의 크기에 관계없이 다중 교차 문제가 발생하지 않도록 한 것으로 볼 수 있다. 한편, 둘째 발명은 보상기의 이득을 무한대로 하는 경 우에는 히스테리시스 필스 폭 변조 방법과 동일하게 된다. 둘째 발명 이 보상기 이득 의 양 극단에서 삼각 반송파 펼스 폭 변조 방법과 히스테리시스 필스 폭 변조 방법 을 포함한다는 것은 둘째 발명의 우수성에 대한 하나의 이론적 증거 이다.  In the second aspect of the invention, when the gain of the compensator is reduced, the same results as in the triangular carrier fill width modulation method are obtained. However, in the triangular carrier fill width modulation method, the multi-crossing problem does not occur. The second invention can be seen to extend the slope portion of the triangular carrier fill width modulation method so that no multi-crossing problem occurs regardless of the size of the compensator gain. On the other hand, the second invention is the same as the hysteresis field width modulation method when the gain of the compensator is infinite. The second invention includes a triangular carrier spread width modulation method and a hysteresis field width modulation method at both ends of the compensator gain are one theoretical proof of the superiority of the second invention.
【도면꾀 간단한 설명】 도 1은 첫째 발명의 2-레벨 필스 폭 변조 방법에 대한 시뮬레이션 예이다. 도 2는 둘째 발명의 2-레벨 필스 폭 변조 방법에 대한 시뮬레이션 예이다. 도 3은 둘째 발명의 불연속 전류 모드에 대한 시뮬레이션 예이다. 【Brief Description of Drawings】 1 is a simulation example of the two-level fill width modulation method of the first invention. 2 is a simulation example of the two-level fill width modulation method of the second invention. 3 is a simulation example of the discontinuous current mode of the second invention.
도 4는 둘째 발명의 개 루프 제어에 대한 시뮬레이션 예이다.  4 is a simulation example for the open loop control of the second invention.
도 5는 둘째 발명의 다 -레벨 필스 폭 변조 방법에 대한 시물레이션 예이다. 도 6은 둘째 발명의 2상 필스 폭 변조 방법에 대한 시뮬레이션 예이다. 도 7은 둘째 발명의 다상 필스 폭 변조 방법에 대한 시뮬레이션 예이다.  5 is an example simulation for the multi-level fill width modulation method of the second invention. 6 is a simulation example of a two-phase pillar width modulation method of the second invention. 7 is a simulation example of the polyphase fill width modulation method of the second invention.
【발명의 실시를 위한 최선의 형태】 [Best form for implementation of the invention]
본 발명은 광범위한 실시 및 변형이 가능하다. 그 중에서 중요한 실시 및 변 형들을 실시예로서 서술하였지만, 모든 실시 및 변형을 본 명세서 및 청구범위에서 서술하는 것은 무리하다. 예를 들어, 반송파 밴드 신호의 기울기 및 스텝 값은 스위 칭 리플의 크기를 제한하거나 스위칭 리플의 주파수 스펙트럼을 분산시킬 목적 등으 로 비선형 또는 가변으로 할 수도 있다. 또 예를 들어, 반송파 밴드 신호의 기울기 및 스텝 값을 두 종류로 하여 번갈아 하는 것도 가능하다. 따라서 본 발명의 주요 특 징을 갖는 어떤 실시 또는 변형은 본 발명의 균등물로 이해해주실 것을 청한다.  The invention is capable of a wide variety of implementations and variations. Although important embodiments and variations have been described as examples, it is unreasonable to describe all embodiments and modifications in the specification and the claims. For example, the slope and step values of the carrier band signal may be nonlinear or variable for the purpose of limiting the size of the switching ripple or dispersing the frequency spectrum of the switching ripple. For example, it is also possible to alternate between two types of inclination and step value of a carrier band signal. Therefore, any implementation or modification having key features of the present invention is intended to be understood as equivalents of the present invention.
본 발명의 실시를 위한 최선의 형태는 앞서 실시예로서 서술한 것들이다. 다 만, 첫째 발명보다는 둘째 발명이 더 나은 형태이다. 그래서 청구범위에서는 둘째 발 명을 먼저 서술한다.  Best Modes for Carrying Out the Invention The embodiments described above are examples. However, the second invention is a better form than the first invention. Therefore, in the claims, the second invention is described first.
【산업상 이용 가능성】 [Industrial availability]
본 발명들은 아날로그 방식 또는 디지털 방싀으로 구현되어 이용될 수 있다. 본 발명들은 개별 회로 또는 집적 회로로 구현되어 이용될 수 있다. 본 발명들은 필 스 폭 변조 전 제어 집적 회로, 전력 관리 집적 회로, 또는 전동기 구동 집적 회로 등에 포함되어 이용될 수 있다. 또한, 본 발명들은 모든 전력 변환기 또는 전력 변환 기가 포함된 장치 등에 포함되어 이용될 수 있다.  The present inventions can be implemented and used in an analog or digital manner. The present inventions can be implemented and used in discrete circuits or integrated circuits. The present invention may be used in a control integrated circuit, a power management integrated circuit, or a motor driving integrated circuit before the fill width modulation. In addition, the present invention can be used in all power converters or devices including the power converter.

Claims

【청구의 범위】 [Range of request]
【청구항 1】  [Claim 1]
전력 변환기의 제어를 위한 것으로서, 기준 신호를 입력으로 받아서 제어 신 호를 출력으로 내보내는 펄스 폭 변조 방법에 있어서;  A pulse width modulation method for controlling a power converter, the method comprising: receiving a reference signal as an input and outputting a control signal to an output;
반송파 밴드 신호를 마련하는 것;  Providing a carrier band signal;
상기 반송파 밴드 신호의 기울기 및 스템 값을 설정하는 것;  Setting a slope and a stem value of the carrier band signal;
상기 반송파 밴드 신호를 시간에 따라서 상기 기울기로 감소시키는 것; 그리 고  Decreasing the carrier band signal with the slope over time; And
상기 기준 신호와 상기 반송파 밴드 신호의 히스테리시스 비교를 통해서, 상 기 제어 신호를 스위칭하고, 상기 반송파 밴드 신호에 상기 스텝 값을 더하는 것;  Switching the control signal through a hysteresis comparison between the reference signal and the carrier band signal and adding the step value to the carrier band signal;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 필스 폭 변조 방법.  Field width modulation method comprising a.
【청구항 2】  [Claim 2]
두 개의 레벨로 선택적으로 제어될 수 있는 2-레벨 전력 변환기의 제어를 위한 것으로서, 기준 신호 (vr)를 입력으로 받아서 제어 신호 (s)를 출력으로 내보내는 펄스 폭 변조 방법에 있어서;  CLAIMS 1. A pulse width modulation method for controlling a two-level power converter that can be selectively controlled in two levels, the method comprising: receiving a reference signal vr as an input and outputting a control signal s as an output;
반송파 밴드 신호 (vc)를 마련하는 것;  Providing a carrier band signal vc;
상기 반송파 밴드 신호 (vc)의 기을기 (a) 및 스텝 값 (b)을 설정하는 것;  Setting a phase (a) and a step value (b) of the carrier band signal (vc);
상기 반송파 벤드 신호 (vc)를 시간에 따라서 상기 기울기 (a)로 감소시키는 것; 그리고  Reducing the carrier bend signal (vc) to the slope (a) over time; And
상기 제어 신호 (s)가 높은 레벨 (1)이고 상기 기준 신호 (vr)가 상기 반송파 밴 드 신호 (vc)의 음의 값보다 작을 때에, 상기 제어 신호 (s)를 낮은 레벨 (0)로 바꾸고, 상기 반송파 밴드 신호 (vc)에 상기 스템 값 (b)을 더하며; 그렇지 않고 상기 제어 신 호 (s)가 낮은 레벨 (0)이고 상기 기준 신호 (vr)가 상기 반송파 밴드 신호 (vc)보다 클 때에, 상기 제어 신호 (s)를 높은 레벨 (1)로 바꾸고, 상기 반송파 밴드 신호 (vc)에 상 기 스텝 값 (b)을 더하는 것;  When the control signal s is at a high level (1) and the reference signal (vr) is smaller than the negative value of the carrier band signal (vc), the control signal (s) is changed to a low level (0) and Adding the stem value (b) to the carrier band signal (vc); Otherwise, when the control signal s is at a low level (0) and the reference signal vr is greater than the carrier band signal vc, the control signal s is changed to a high level (1), and the Adding the step value (b) to the carrier band signal vc;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 필스 폭 변조 방법.  Field width modulation method comprising a.
【청구항 3】  [Claim 3]
세 개 이상의 레벨로 선택적으로 제어될 수 있는 다 -레벨 전력 변환기의 제 어를 위한 것으로서, 기준 신호 (vr)를 입력으로 받아서 제어 신호 (s)와 레벨 제어 신 · 호 (ss)를 출력으로 내보내는 필스 폭 변조 방법에 있어서; It can be selectively controlled in three or more levels - level as for the control of the power converter, receiving a reference signal (vr) as input to export the control signal (s) and the level control signal, call (ss) to the output A fill width modulation method;
반송파 밴드 신호 (vc)를 마련하는 것;  Providing a carrier band signal vc;
상기 반송파 밴드 신호 (vc)의 기울기 (a), 스텝 값 (b), 및 밴드 여유 (bm)을 설 정하는 것;  Setting a slope (a), a step value (b), and a band margin (bm) of the carrier band signal (vc);
상기 반송파 밴드 신호 (vc)를 시간에 따라서 상기 기울기 (a)로 감소시키는 것 ; Reducing the carrier band signal (vc) to the slope (a) over time Thing;
상기 제어 신호 (s)가 높은 레벨 (1)이고 상기 기준 신호 (vr)가 상기 반송파 밴 드 신호 (vc)의 음의 값보다 작을 때에, 상기 제어 신호 (s)를 낮은 레벨 (0)로 바꾸고, 상기 반송파 밴드 신호 (vc)에 상기 스텝 값 (b)을 더하며 ; 그렇지 않고 상기 제어 신 호 (s)가 낮은 레벨 (0)이고 상기 기 준 신호 (vr)가 상기 반송파 밴드 신호 (vc)보다 클 때에, 상기 제어 신호 (s)를 높은 레벨 (1)로 바꾸고, 상기 반송파 밴드 신호 (vc)에 상 기 스텝 값 (b)을 더하는 것 ;  When the control signal s is at a high level (1) and the reference signal (vr) is smaller than the negative value of the carrier band signal (vc), the control signal (s) is changed to a low level (0) and Adding the step value (b) to the carrier band signal (vc); Otherwise, when the control signal s is at a low level (0) and the reference signal vr is greater than the carrier band signal vc, the control signal s is changed to a high level (1), Adding the step value (b) to the carrier band signal (vc);
상기 제어 신호 (s)가 높은 레벨 (1)이고 상기 기준 신호 (vr)가 상기 반송파 밴 드 신호 (vc)에 상기 밴드 여유 (bm)를 더 한 값보다 클 때에, 상기 레벨 제어 신호 (ss) 를 위쪽 레벨로 바꾸는 것 ; 그리고 When the control signal (s) is large, the high level (1) and the reference signal (vr) is the carrier-band signal, the band margin (bm) to (vc) than the value, the level control signal (ss) Changing to the upper level; And
상기 제어 신호 (s)가 낮은 레벨 (0)이고 상기 기준 신호 (vr)가 상기 반송파 벤 드 신호 (vc)의 음의 값에서 상기 밴드 여유 (bm)를 뺀 값보다 작을 때에 , 상기 레벨 제어 신호 (ss)를 아래쪽 레벨로 바꾸는 것 ;  The level control signal when the control signal s is at a low level (0) and the reference signal vr is less than a negative value of the carrier bend signal vc minus the band margin bm. changing (ss) to the lower level;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 필스 폭 변조 방법 .  Field width modulation method comprising a.
【청구항 4】  [Claim 4]
상의 수 (N)가 2 이상인 다상 전력 변환기의 제어를 위 한 것으로서 , 각 상 (m)에 대해서, 기준 신호 (vr)를 입 력으로 받아서 제어 신호 (s)를 출력으로 내보내는 필스 폭 변조 방법에 있어서 ;  For the control of a multi-phase power converter in which the number of phases (N) is two or more, for the phase width modulation method in which a reference signal (vr) is input to each phase (m) and a control signal (s) is output as an output. In;
각 상 (m)에 대해서, 반송파 밴드 신호 (vc)를 마련하는 것 ;  Providing a carrier band signal vc for each phase m;
상기 반송파 밴드 신호 (vc)의 기울기 (a) 및 스텝 값 (b)을 설정하는 것 ;  Setting a slope (a) and a step value (b) of the carrier band signal (vc);
각 상 (m)에 대해서, 상기 반송파 밴드 신호 (vc)를 시간에 따라서 상기 기울 71 (a)로 감소시 키는 것 ; 그리고  For each phase m, reducing the carrier band signal vc to the tilt 71 (a) over time; And
각 상 (m)에 대해서, 상기 제어 신호 (s)가 높은 레벨 (1)이고 상기 기준 신호 (vr)가 상기 반송파 밴드 신호 (vc)의 음의 값보다 작을 때에 , 상기 제어 신호 (s)를 낮 은 레벨 (0)로 바꾸고, 상기 반송파 밴드 신호 (vc)에 상기 스텝 값 (b)을 더 하며 ; 그렇 지 않고 상기 제어 신호 (s)가 낮은 레벨 (0)이고 상기 기준 신호 (vr)가 상기 반송파 밴 드 신호 (vc)보다 클 때에, 상기 제어 신호 (s)를 높은 레벨 (1)로 바꾸고, 상기 반송파 밴드 신호 (vc)에 상기 스템 값 (b)을 더하는 것 ;  For each phase m, when the control signal s is at a high level (1) and the reference signal vr is smaller than the negative value of the carrier band signal vc, the control signal s is Change to low level (0) and add the step value (b) to the carrier band signal (vc); Otherwise, when the control signal s is at a low level (0) and the reference signal vr is greater than the carrier band signal vc, the control signal s is changed to a high level (1), Adding the stem value (b) to the carrier band signal (vc);
을 포함하는 것을 특징으로 하는 필스 폭 변조 방법 .  Field width modulation method comprising a.
【청구항 5】  [Claim 5]
상의 수 (N)가 2 이상인 다상 전력 변환기의 제어를 위 한 것으로서 , 각 상 (m)에 대해서, 기준 신호 (vr)를 입 력으로 받아서 제어 신호 (s)를 출력으로 내보내는 필스 폭 변조 방법에 있어서;  For the control of a multi-phase power converter in which the number of phases (N) is two or more, for the phase width modulation method in which a reference signal (vr) is input to each phase (m) and a control signal (s) is output as an output. In;
반송파 밴드 신호 (vc) 및 보조 제어 신호 (sa)를 마련하는 것 ; 상기 반송파 밴드 신호 (vc)의 기을기 (a) 및 스텝 값 (b)을 설정하는 것; 상기 반송파 밴드 신호 (vc)를 시간에 따라서 상기 기울기 (a)로 감소시키는 것; Providing a carrier band signal vc and an auxiliary control signal sa; Setting a phase (a) and a step value (b) of the carrier band signal (vc); Reducing the carrier band signal (vc) to the slope (a) over time;
각 상 (m)에 대해서, 상기 보조 제어 신호 (sa)가 높은 레벨 (1)이고 상기 제어 신호 (s)가 높은 레벨 (1)이고 상기 기준 신호 (vr)가 상기 반송파 밴드 신호 (vc)의 음의 값보다 작을 때에, 상기 제어 신호 (s)를 낮은 레벨 (0)로 바꾸고; 그렇지 않고 상기 보 조 제어 신호 (sa)가 낮은 레벨 (0)이고 상기 제어 신호 (s)가 낮은 레벨 (0)이고 상기 기 준 신호 (vr)가 상기 반송파 밴드 신호 (vc)보다 클 때에, 상기 제어 신호 (s)를 높은 레 벨 (1)로 바꾸는 것; 그리고  For each phase m, the auxiliary control signal sa is at high level (1) and the control signal (s) is at high level (1) and the reference signal vr is of the carrier band signal vc. When less than a negative value, changes the control signal s to a low level (0); Otherwise when the auxiliary control signal sa is at a low level (0) and the control signal s is at a low level (0) and the reference signal vr is greater than the carrier band signal vc, the Changing control signal (s) to high level (1); And
상기 보조 제어 신호 (sa)가 높은 레벨 (1)이고 모든 상의 상기 제어 신호 (s)가 낮은 레벨 (0)일 때에, 상기 반송파 밴드 신호 (vc)에 상기 스텝 값 (b)을 더하고, 상기 보조 제어 신호 (sa)를 낮은 레벨 (◦)로 바꾸며; 상기 보조 제어 신호 (sa)가 낮은 레벨 (0)이고 모든 상의 상기 제어 신호 (s)가 높은 레벨 (1)일 때에, 상기 반송파 밴드 신호 (vc)에 상기 스텝 값 (b)을 더하고, 상기 보조 제어 신호 (sa)를 높은 레벨 (1)로 바꾸는 것;  When the auxiliary control signal sa is at a high level (1) and the control signal s of all phases is at a low level (0), the step value (b) is added to the carrier band signal vc, and the auxiliary Change the control signal sa to a low level (o); When the auxiliary control signal sa is at a low level (0) and the control signal s of all phases is at a high level (1), the step value (b) is added to the carrier band signal vc, and the auxiliary Changing control signal sa to high level 1;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 필스 폭 변조 방법.  Field width modulation method comprising a.
【청구항 6】  [Claim 6]
전력 변환기의 제어를 위한 것으로서, 기준 신호를 입력으로 받아서 제어 신 호를 출력으로 내보내는 필스 폭 변조 방법에 있어서;  A control method for a power converter, comprising: a field width modulation method of receiving a reference signal as an input and outputting a control signal to an output;
허용 밴드 신호 및 타이머 신호를 마련하는 것;  Providing an allowable band signal and a timer signal;
기준 스위칭 주기를 설정하는 것;  Setting a reference switching period;
상기 타이머 신호를 시간에 따라서 일정한 기울기로 증가시키는 것; 그리고 상기 기준 신호와 상기 허용 밴드 신호의 히스테리시스 비교를 통해서, 상기 제어 신호를 스위칭하고, 상기 기준 스위칭 주기에서 상기 타이머 신호를 빼고 표본 화 보상기를 거쳐서 상기 허용 밴드 신호를 조정하고, 상기 타이머 신호를 0으로 만 드는 것;  Increasing the timer signal by a constant slope over time; And switching the control signal through the hysteresis comparison between the reference signal and the allowed band signal, subtracting the timer signal from the reference switching period, adjusting the allowed band signal through a sampling compensator, and zeroing the timer signal. Made by hand;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 필스 폭 변조 방법.  Field width modulation method comprising a.
【청구항 7】  [Claim 7]
두 개의 레벨로 선택적으로 제어될 수 있는 2-레벨 전력 변환기의 제어를 위한 것으로서, 기준 신호 (vr)를 입력으로 받아서 제어 신호 (s)를 출력으로 내보내는 필스 폭 변조 방법에 있어서;  A control method for a two-level power converter that can be selectively controlled at two levels, comprising: a field width modulation method of receiving a reference signal vr and outputting a control signal s as an output;
허용 밴드 신호 (vb) 및 타이머 신호 (vt)를 마련하는 것;  Providing an allowable band signal (vb) and a timer signal (vt);
기준 스위칭 주기 (Ts) 및 적분 이득 (Ki)을 설정하는 것;  Setting the reference switching period Ts and the integral gain Ki;
상기 타이머 신호 (vt)롤 시간에 따라서 일정한 기울기로 증가시키는 것; 상기 제어 신호 (s)가 높은 레벨 (1)이고 상기 기준 신호 (vr)가 상기 허용 밴드 신호 (vb)의 음의 값보다 작을 때에, 상기 제어 신호 (s)를 낮은 레벨 (0)로 바꾸고, 상 기 기준 스위칭 주기 (Ts)의 두 배에서 상기 타이머 신호 (vt)를 뺀 값에 상기 적분 이 득 (Ki)을 곱해서 상기 허용 밴드 신호 (vb)에 더하고, 상기 타이머 신호 (vt)를 영으로 만드는 것; 그리고 Increasing with a constant slope according to the timer signal (vt) roll time; When the control signal s is at a high level (1) and the reference signal vr is smaller than a negative value of the allowable band signal vb, replace the control signal s with a low level (0), The integral gain Ki is multiplied by the value obtained by subtracting the timer signal vt from twice the reference switching period Ts, and added to the allowed band signal vb, and the timer signal vt is zero. To make; And
상기 제어 신호 (s)가 낮은 레벨 (0)이고 상기 기준 신호 (vr)가 상기 허용 밴드 신호 (vb)보다 클 때에, 상기 제어 신호 (s)를 높은 레벨 (1)로 바꾸는 것;  Changing the control signal (s) to a high level (1) when the control signal (s) is at a low level (0) and the reference signal (vr) is greater than the allowable band signal (vb);
을 포함하는 것을 특징으로 하는 필스 폭 변조 방법.  Field width modulation method comprising a.
【청구항 8】  [Claim 8]
세 개 이상의 레벨로 선택적으로 제어될 수 있는 다 -레벨 전력 변환기의 제 어를 위한 것으로서, 기준 신호 (vr)를 입력으로 받아서 제어 신호 (s)와 레벨 제어 신 호 (ss)를 출력으로 내보내는 필스 폭 변조 방법에 있어서;  For control of multi-level power converters, which can be selectively controlled in three or more levels, a field receiving a reference signal (vr) as an input and sending a control signal (s) and a level control signal (ss) as outputs A width modulation method;
허용 밴드 신호 (vb), 지연된 허용 밴드 신호 (vcl), 및 타이머 신호 (vt)를 마련 하는 것 ;  Providing a allowed band signal (vb), a delayed allowed band signal (vcl), and a timer signal (vt);
기준 스위칭 주기 (Ts), 적분 이득 (Ki), 및 밴드 여유 (bm)을 설정하는 것; 상기 타이머 신호 (vt)를 시간에 따라서 일정한 기울기로 증가시키는 것; 상기 제어 신호 (s)가 높은 레벨 (1)이고 상기 기준 신호 (vr)가 상기 허용 벤드 신호 (vb)의 음의 값보다 작을 때에, 상기 제어 신호 (s)를 낮은 레벨 (0)로 바꾸고, 상 기 지연된 허용 밴드 신호 (vd)를 상기 허용 밴드 신호 (vb)로 바꾸고, 상기 기준 스위 칭 주기 (Ts)에서 상기 타이머 신호 (vt)를 뺀 값에 상기 적분 이득 (Ki)을 곱해서 상기 허용 밴드 신호 (vb)에 더하고, 상기 타이머 신호 (vt)를 영으로 만드는 것;  Setting a reference switching period (Ts), integral gain (Ki), and band margin (bm); Increasing the timer signal (vt) with a constant slope over time; When the control signal s is at a high level (1) and the reference signal vr is less than a negative value of the allowable bend signal vb, change the control signal s to a low level (0), The delayed allowed band signal (vd) is replaced with the allowed band signal (vb), and the reference gain period (Ts) is obtained by subtracting the timer signal (vt) by the integral gain Ki to multiply the allowed band. Adding to signal vb and making said timer signal vt zero;
상기 제어 신호 (s)가 낮은 레벨 (0)이고 상기 기준 신호 (vr)가 상기 허용 밴드 신호 (vb)보다 클 때에, 상기 제어 신호 (s)를 높은 레벨 (1)로 바꾸는 것;  Changing the control signal (s) to a high level (1) when the control signal (s) is at a low level (0) and the reference signal (vr) is greater than the allowable band signal (vb);
상기 제어 신호 (s)가 높은 레벨 (1)이고 상기 기준 신호 (vr)가 상기 허용 밴드 신호 (vb)에 상기 밴드 여유 (bm)를 더한 값보다 클 때에ᅤ 상기 레벨 제어 신호 (ss)를 위쪽 레벨로 바꾸는 것; 그리고  When the control signal s is at a high level (1) and the reference signal vr is larger than the allowance band signal vb plus the band margin bm, the level control signal ss is upwards. Switching to a level; And
상기 제어 신호 (s)가 낮은 레벨 (0)이고 상기 기준 신호 (vr)가 상기 지연된 허 용 밴드 신호 (vd)의 음의 값에서 상기 밴드 여유 (bm)를 뺀 값보다 작을 때에, 상기 레벨 제어 신호 (ss)를 아래쪽 레벨로 바꾸는 것;  The level control when the control signal s is at a low level (0) and the reference signal vr is less than the negative value of the delayed allowed band signal (vd) minus the band margin (bm) Changing signal ss to the lower level;
을 포함하는 것올 특징으로 하는 필스 폭 변조 방법.  Field width modulation method characterized in that it comprises a.
【청구항 9】  [Claim 9]
상의 수 (N)가 2 이상인 다상 전력 변환기의 제어를 위한 것으로서, 각 상 (m)에 대해서, 기준 신호 (vr)를 입력으로 받아서 제어 신호 (s)를 출력으로 내보내는 필스 폭 변조 방법에 있어서; 각 상에 대해서, 허용 밴드신호 (vb) 및 타이머 신호 (vt)를 마련하는 것; 기준 스위칭 주기 (Ts) 및 적분 이득 (KD을 설정하는 것; A control method for controlling a multi-phase power converter in which the number of phases N is two or more, wherein, for each phase m, a field width modulation method of receiving a reference signal vr as an input and outputting a control signal s as an output; Providing a permit band signal vb and a timer signal vt for each phase; Setting the reference switching period Ts and the integral gain KD;
각 상 (m)에 대해서, 상기 타이머 신호 (vt)를 시간에 따라서 일정한 기울기로 증가시키는 것;  For each phase m, increasing the timer signal vt with a constant slope over time;
각 상 (m)에 대해서, 상기 제어 신호 (s)가 높은 레벨 (1)이고 상기 기준 신호 For each phase m, the control signal s is at a high level (1) and the reference signal
(vr)가 상기 허용 밴드 신호 (vb)의 음의 값보다 작을 때에, 상기 제어 신호 (s)를 낮은 레벨 (0)로 바꾸고, 상기 기준 스위칭 주기 (Ts)의 두 배에서 상기 타이머 신호 (vt)를 뺀 값에 상기 적분 이득 (Ki)을 곱해서 상기 허용 밴드 신호 (vb)에 더하고, 상기 타이 머 신호 (vt)를 영으로 만드는 것; 그리고 When (vr) is smaller than the negative value of the allowable band signal vb, change the control signal s to a low level (0), and at twice the reference switching period Ts, the timer signal (vt) Multiplying the integral gain Ki by the subtracted), and adding it to the allowable band signal vb and making the timer signal vt zero; And
각 상 (m)에 대해서, 상기 제어 신호 (s)가 낮은 레벨 (0)이고 상기 기준 신호 For each phase m, the control signal s is at a low level (0) and the reference signal
(vr)가 상기 허용 밴드 신호 (vb)보다 클 때에, 상기 제어 신호 (s)를 높은 레벨 (1)로 바꾸는 것; changing the control signal (s) to a high level (1) when (vr) is greater than the allowed band signal (vb);
을 포함하는 것을 특징으로 하는 펄스 폭 변조 방법.  Pulse width modulation method comprising a.
【청구항 10】  [Claim 10]
상의 수 (N)가 2 이상인 다상 전력 변환기의 제어를 위한 것으로서, 각 상 For control of a multi-phase power converter in which the number of phases (N) is two or more, each phase
(m)에 대해서, 기준 신호 (vr)를 입력으로 받아서 제어 신호 (s)를 출력으로 내보내는 필스 폭 변조 방법에 있어서; A fill width modulation method for receiving (m) a reference signal (vr) as an input and outputting a control signal (s) as an output;
허용 밴드신호 (vb), 타이머 신호 (vt), 및 스위칭 수 신호 (ns)를 마련하는 것; 기준 스위칭 주기 (Ts) 및 적분 이득 (Ki)을 설정하는 것;  Providing an allowable band signal vb, a timer signal vt, and a switching number signal ns; Setting the reference switching period Ts and the integral gain Ki;
상기 타이머 신호 (vt)를 시간에 따라서 일정한 기울기로 증가시키는 것; 각 상 (m)에 대해서, 상기 제어 신호 (s)가 높은 레벨 (1)이고 상기 기준 신호 (vr)가 상기 허용 밴드 신호 (vb)의 음의 값보다 작을 때에, 상기 제어 신호 (s)를 낮은 레벨 (0)로 바꾸고, 상기 스위칭 수 신호 (ns)를 하나 증가시키는 것;  Increasing the timer signal (vt) with a constant slope over time; For each phase m, when the control signal s is at a high level (1) and the reference signal vr is smaller than the negative value of the allowed band signal vb, the control signal s is Changing to a low level (0) and increasing the switching number signal ns by one;
각 상 (m)에 대해서, 상기 제어 신호 (s)가 낮은 레벨 (0)이고 상기 기준 신호 (vr)가 상기 허용 밴드 신호 (vb)보다 클 때에, 상기 제어 신호 (s)를 높은 레벨 (1)로 바꾸고, 상기 스위칭 수 신호 (ns)를 하나 증가시키는 것; 그리고  For each phase m, when the control signal s is at a low level (0) and the reference signal vr is greater than the allowable band signal vb, the control signal s is set to a high level (1). ) And increasing the switching number signal ns by one; And
상기 스위칭 수 신호 (ns)가 상기 상의 수 (N)의 두 배가 될 때에, 상기 기준 스위칭 주기 (Ts)의 두 배에서 상기 타이머 신호 (vt)를 뻔 값에 상기 적분 이득 (Ki)을 곱해서 상기 허용 밴드 신호 (vb)에 더하고, 상기 타이머 신호 (vt)를 영으로 만들고, 상기 스위칭 수 신호 (ns)를 영으로 만드는 것; When the switching number signal ns becomes twice the number N of the phases, the timer signal vt is multiplied by the integral gain Ki by double the value at twice the reference switching period Ts. Adding to the allowed band signal (vb), making the timer signal (vt) zero, and making the switching number signal (ns) zero;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 필스 폭 변조 방법.  Field width modulation method comprising a.
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