This paper deals with the implementation on a Field Programmable Gate Array (FPGA) of PWM switching patterns for a voltage multilevel inverter. The reference data in main microcontroller is transmitted to the FPGA through 16 general purpose I/O ports. Herein, three-phase reference voltage signals are addressed by the last 2-bit (bit 15-14) and their data are assigned in remaining 14-bit, respectively. The carrier signals are created by 16-bit counter in up-down counting mode inside FPGA according to desirable topology. Each reference signal is compared with all carrier signals to generate corresponding PWM switching patterns for control of the multilevel inverter. Useful advantages of this scheme are easy implementation, simple software control and flexibility in adaptation to produce many PWM signals. Some simulations and experiments are carried out to validate the proposed method.
본 논문에서는 세탁기, 에어컨과 같은 가전기기에 사용되는 인버터 구동 교류 전동기 구동 시스템의 EMI 특성해석 및 필터 설계 방법에 대하여 기술하였다. 먼저, 인버터 구동 교류 전동기 구동 시스템의 전도성 EMI 발생 및 전달 메커니즘에 대하여 분석하였고, 공통 및 차동모드 노이즈 분리 기법을 이용한 EMI 필터의 설계 방법을 제시하였다. 제시된 방법의 타당성을 검증하기 위해 PWM 인버터로 구동되는 유도 전동기 구동 시스템에 대한 실험을 수행하였고 EN55014 EMI 기준을 만족하는 결과를 얻을 수 있었다.
This paper presents a novel three-phase power module bridge type auxiliary resonant AC link snubber for the three-phase voltage-fed sinwave soft switching PWM inverter operating under specific instantaneous space voltage vector modulation. The operating principle of this resonant snubber is described for current source load model during one switching period, along with its design approach based on the simulation data. The performance evaluations of space vector modulation three-phase sinewave soft switching inverter with a new three-phase active auxiliary resonant AC link snubber are discussed as compared with those of three-phase voltage source-fed sinewave hard switching PWM inverter with a standard space voltage vector modulation strategy. The power loss analysis and conventional efficiency estimation of three-phase soft switching PWM inverter using ICBT modules are carried out including all the conduction power losses based upon the measured v-i characteristics of IGBT and its antiparallel diode as well as their switching losses.
This paper aims to develop an SMPS topology for handling a high range of input voltages based on a DC-DC flyback converter circuit. For this purpose, 2 capacitors of the same specifications were serially connected on the input terminal side, with a flyback converter of the same circuit configuration serially connected to each of them, so as to achieve high input voltage and an effect of dividing input voltage. The serially connected flyback converters have the transformer turn ratio of 1:1, so that each coil is used for the winding of a single transformer, which is a characteristic of doubly-fed configuration and enables the correction of input capacitor voltage imbalance. In addition, a pulse transformer was designed and fabricated in a way that can achieve the isolation and noise robustness of the PWM output signal of the PWM controller that applies gate voltage to individual flyback converter switches. PSIM simulation was carried out to verify such a structure and confirm its feasibility, and a 100W class stack was fabricated and used to verify the feasibility of the proposed high voltage SMPS topology.
Ramirez, Jose Dario Betanzos;Rivas, Jaime Jose Rodriguez;Peralta-Sanchez, Edgar
Journal of Power Electronics
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제12권2호
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pp.285-293
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2012
Multilevel inverters have gained attention in high-power applications due to their numerous advantages in comparison with conventional two-level inverters. In this paper a simplified Space-Vector Modulation (SVM) algorithm for a three-level Neutral-Point Clamped (NPC) inverter is implemented on a Freescale$^{(R)}$ DSP56F8037. The algorithm is based on a simplification of the space-vector diagram for a three-level inverter so that it can be used with a two-level inverter. Once the simplification has been achieved, calculation of the dwell times and the switching sequences are carried out in the same way as for the two-level SVM method. Details of the hardware design are included. Experimental results are analyzed to validate the performance of the simplified algorithm.
본 논문에서는 대용량에 적합한 영전압 스위칭 전브리지 PWM 직류/직류 변한기의 동특성 해석과 제어 루프의 설계에 대해 논하였다. 전압을 제어하기 위한 위상전이제어의 효과와 영전압 스위칭을 위한 변압기의 누설인덕턴스, FET의 적합 커패시턴스의 이용효과를 고려한 소신호 모델을 유도하였다. 이 소신호 모델은 PWM 벅 변환기의 등가모델에 시비율 변조에 대한 두 개의 종속 전원을 추가함으로써 모델링할 수 있다. 소신호 해석 결과를 근거로 하여 2-극점, 1-영점 보상회로를 사용한 전압제어기를 설계하였다. 설계된 제어기의 타당성을 검증하기 위해서 개루프 시스템과 폐루프 시스템의 소신호 해석결과를 비교하였으며, 2kW급 부하실험으로 설계한 전압제어기의 동특성이 우수함을 실험적으로 입증하였다.
본 논문에서는 소프트 스위칭 방식의 부스트 회로를 이용한 역률 개선 회로를 새롭게 제안하였다. 제안한 역률개선 회로를 구성하는 내부 회로는 기존 PWM 부스트 회로와 전반적인 동작은 동일하며 단지 스위칭 순간에만 영전압 혹은 영전류 스위칭 동작을 하게 된다. 따라서 기존의 PWM 회로와 같이 제어가 용이할 뿐만 아니라 소프트 스위칭에 의한 고효율 성능을 얻게 된다. 본 논문에서는 이러한 소프트 스위칭 회로를 이용하여 높은 효율을 가지는 역률 개선 회로를 체계적으로 설계하기 위한 방안을 제시하였다. 아울러 실험을 통하여 이러한 설계방법의 타당성과 제안한 역률 개선 회로의 우수성을 입증하였다.
This paper proposes a new harmonic elimination PWM (HEPWM) scheme for voltage source inverters (VSI) based on the curve fittings of certain polynomials functions. The resulting equations to calculate the switching angle of the HEPWM require only the addition and multiplication processes; therefore any number of harmonics to be eliminated and the fundamental amplitude of the pole switching waveform (NP1) can be controlled on-line. An extensive angle error analysis is carried out to determine the accuracy of the algorithm in comparison to the exact solution. To verify the workability of the technique, an experimental single phase VSI is constructed. The algorithm is implemented on a VSI using a 16-bit microprocessor. The results obtained from the test rig are compared to the theoretical prediction and the results of the MATLAB simulations.
In this paper, a novel dead time compensation method is presented which produces inverter output voltages equal to reference voltages. An experimental result is also presented to demonstrate the validity of the proposed method. It shows that the compensation of the dead time is possible up to a sub-microsecond range. And the reference voltage can be used as a feedback value, which is essential for sensorless vector control and flux estimation. The method is based on space vector PWM strategy and can be carried out automatically by an inverter controller for initial set-up without any extra hardware.
본 논문은 대규모 풍력단지를 교류 전력망에 연계하기 위한 3-레벨 PWM 컨버터와 3-레벨 24-펄스 컨버터로 구성된 하이브리드 Back-to-Back 컨버터의 성능을 비교한 결과에 대해 기술하고 있다. 또한 3-레벨 24-펄스 컨버터를 점호각만 제어하는 경우와 영 전압제어를 같이 수행하는 경우 각각이 제어와 고조파레벨에 미치는 영향을 비교 분석하였다. 구체적인 성능비교를 위해 먼저 PSCAD/EMTDC 소프트웨어를 사용하여 시뮬레이션을 실시하고 이를 바탕으로 2 kVA 용량의 하드웨어 축소모형을 제작하고 실험을 실시하였다. 시뮬레이션과 실험을 통해 영전압과 점호각을 동시에 조절하는 방식과 점호각만 제어하는 방식의 성능비교분석을 하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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