Design of Digital PWM Controller for Voltage Source Inverter

전압형 인버터를 위한 디지털 PWM 제어기 설계

This paper presents the &tal controller for driving high frequency voltage fed PWM inverter that carrier frequency is over 2OkHz.We analyzed the conventional PWM to select a proper PWM pattern. as the result, obtained PWM pattern of the controller in which asynchronus staircase sinusoidal waveform is used as reference signal, and variable carrier ratio method was used for PWM control. The PWM controller is designed by fully digital method. Especially, Thk proposed controller is consisted of 8 bit one-chip microprocessor and digital logic. the former is for arithmetic and data processing, and the latter is for PWM pattern synthesis. Therefore, The responsibility and controllability is improved. Also, Data processing capability is improved using proper program to output modulation index with 9 bits. Circuits configuration of digital controller are made up of one chip 8051 and EPLD, and its controllability is tested by operating voltage fed inverter. Harmonics and current waveform is evaluated and analyzed for the voltage fed inverter system.

본 논문은 캐리어 주파수 20kHz 이상의 고주파 전압형 PWM 인버터를 구동하기 위한 디지털 제어기에 관한 연구이다.적절한 PWM 패턴을 선택하기 위하여 기존의 PWM을 분석하였고, 비동기형 계단 정현파를 기준신호로 하여 제어기의 PWM 패턴을 구하였으며, PWM 제어방법은 가변 캐리어 비를 이용하였다.PWM 제어기는 모두 디지털 방식으로 구성하였다. 특히, 제시된 제어기의 구성은 연산 및 데이터 처리와 PWM 패턴 합성을 8비트 원칩 마이크로프로세서와 디지털 로직으로 나누어 설계하므로써 제어에 대한 속응성 및 제어성을 개선하였다. 또 변조도 데이터를 9비트로 출력하도록 프로그램을 적절히 이용하여 데이터 처리능력을 높였다.디지털 제어기는 회로구성을 i8051과 원칩 EPLD로 구성하였고, 설계된 제어기는 전압형 인버터를 동작시켜 제어성을 고찰하였다. 그리고 전압형 인버터 시스템의 고조파와 전류파형을 평가 분석하였다.