(57)【要約】      （修正有）【課題】ＰＷＭ型制御のデッドタイムを補償し、信頼性があり、実施するのが容易な制御方法を提案する。【解決手段】スイッチング・アームは、第１のスイッチＴ１１と、第２のスイッチＴ２１と、電気負荷Ｍに接続される接続中点とを備え、ＰＷＭ制御は出力電圧Ｖｐｈを負荷Ｍに印加するために、第１のスイッチＴ１１のスイッチングおよび第２のスイッチＴ２１のスイッチングを行うことと、第１のスイッチＴ１１のスイッチングと第２のスイッチＴ２１のスイッチングとの間にデッドタイムを挿入する方法において、単一のデッドタイムＴＭを含む決定された時間窓Ｗｉｎｔの間、出力電圧Ｖｐｈを積分して補償の期間を決定するステップと、補償の期間を適用して現在のパルスの幅または後続のパルスの幅を修正するステップとを備える。【選択図】図１
2012016268.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの電源ライン間に接続されるスイッチング・アーム（１）に適用されるＰＷＭ型制御のデッドタイム（ＴＭ）を補償する方法であって、前記スイッチング・アームは、第１のスイッチ（Ｔ１１）と、第２のスイッチ（Ｔ２１）と、前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチ間に位置し且つ電気負荷（Ｍ）に接続される接続中点と、を備え、前記ＰＷＭ制御は、パルスに関して、出力電圧（Ｖｐｈ）を前記負荷（Ｍ）に印加するために、前記第１のスイッチ（Ｔ１１）のスイッチングおよび前記第２のスイッチ（Ｔ２１）のスイッチングを行うことと、前記第１のスイッチの前記スイッチングと前記第２のスイッチの前記スイッチングとの間にデッドタイムを挿入することと、にある方法において、
−  単一のデッドタイム（ＴＭ）を含む決定された時間窓（Ｗｉｎｔ）の間、前記出力電圧（Ｖｐｈ）を積分して、補償の期間を決定するステップと、
−  前記補償の期間を適用して現在のパルスの幅または後続のパルスの幅を修正するステップと、を備える
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記積分がアナログ積分器（ＩＮＴ）を用いて実行されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記アナログ積分器（ＩＮＴ）がキャパシタ（Ｃ３）を有することを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記補償の期間が、前記キャパシタ（Ｃ３）の充電／放電の間に検出される時点（ｔ２）によって決定されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記時間窓（Ｗｉｎｔ）の開始が、前記スイッチのうちの一方を開くための命令に同期されることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の方法。
【請求項６】
２つの電源ライン間に接続されるスイッチング・アーム（１）に適用されるＰＷＭ型制御のデッドタイム（ＴＭ）を補償するシステムであって、前記スイッチング・アームは、第１のスイッチ（Ｔ１１）と、第２のスイッチ（Ｔ２１）と、前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチ間に位置し且つ電気負荷（Ｍ）に接続される接続中点と、を備え、前記ＰＷＭ制御が、パルスに関して、出力電圧（Ｖｐｈ）を前記負荷に印加するために、前記第１のスイッチのスイッチングおよび前記第２のスイッチのスイッチングを行うことと、前記第１のスイッチの前記スイッチングと前記第２のスイッチの前記スイッチングとの間にデッドタイム（ＴＭ）を挿入することと、にあるシステムにおいて、
−  単一のデッドタイム（ＴＭ）を含む決定された時間窓（Ｗｉｎｔ）の間、前記出力電圧（Ｖｐｈ）を積分して、補償の期間を決定するように意図されたアナログ積分器（ＩＮＴ）と、
−  前記決定された補償の期間を適用することによって現在のパルスの幅または後続のパルスの幅を修正するための制御手段（２００）と、を備える
ことを特徴とするシステム。
【請求項７】
前記時間窓（Ｗｉｎｔ）の開始が、前記スイッチのうちの一方を開くための命令に同期されることを特徴とする請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記アナログ積分器（ＩＮＴ）がキャパシタを備えることを特徴とする請求項６または請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記補償の期間が、前記キャパシタ（Ｃ３）の充電／放電の間に検出されるサイクル終了の時点（ｔ２）によって決定されることを特徴とする請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記積分器（ＩＮＴ）の前記キャパシタ（Ｃ３）の前記充電または前記放電を有効にするように意図された前記アナログ積分器（ＩＮＴ）用の制御手段（４）と、
前記キャパシタ（Ｃ３）の両端子間の電圧が前記時間窓（Ｗｉｎｔ）の後に静止値に戻る前記サイクル終了の時点（ｔ２）を検出する手段（５）と、を備える
ことを特徴とする請求項９に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば電圧源をもつインバータで使用されるスイッチング・アームのＰＷＭ（パルス幅変調）制御のデッドタイムを補償する方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
既知の仕方では、可変速駆動装置で一般に使用されるインバータは、いくつかのスイッチング・アームを含み、各々は制御されるべき電気負荷に連結される。スイッチング・アームは、電圧源に接続された２つの電源ライン間に並列に接続される。各アームは、例えば、２つの電源ライン間に直列に接続された少なくとも２つのスイッチと、第１のスイッチと第２のスイッチとの間に位置し、電気負荷に接続される接続中点とを備える。各スイッチは、特に、ダイオードに接続された、例えばＩＧＢＴタイプのトランジスタを備える。
【０００３】
図１に示されたインバータのスイッチング・アームでは、２つのスイッチは相補ＰＷＭ信号（図２）によって制御され、すなわち、スイッチの一方が閉状態であるとき、他方のスイッチが開状態であり、その逆も同様である。さらに、２つのスイッチが同時に閉状態にならないようにするために、デッドタイムが、２つのスイッチの閉状態へのスイッチング時間の間に挿入される。したがって、このデッドタイムの間、２つのスイッチは開状態にある。このことにより、２つのスイッチが閉状態にあるときの２つの電源ライン間の短絡と、この短絡によってもたらされる電流スパイクが確実に避けられる。
【０００４】
デッドタイムの間、出力電圧はスイッチング・アームに流れる電流の符号によって決定される。例えば、正の電流（負荷の方へ行く）は負の出力電圧を生成し、負の電流（負荷からスイッチの方に行く）は正の出力電圧を生成する。この状況は、デッドタイム中に実際に印加される出力電圧に重大な不確定性を生じさせる。図２は、電流の符号による出力電圧の発生を概略的に示す。
【０００５】
この状況を制御するために、デッドタイムを考慮して補償を適用することが知られている。
【０００６】
従来技術では、いくつかの手順がこの補償を実行するために使用されている。
【０００７】
例えば米国特許出願第２００９／２７８６２１号または米国特許第７，２８６，３７５号に記載されているこれらの手順のうちの１つは、スイッチング・アームの出力部の電流の符号を調べ、この符号に応じてスイッチング・パルスの期間を適応させることにある。それにもかかわらず、この推定はこの電流がゼロに近づくや否や不正確となるが、それは、この推定が、非常に遅くなることがあるスイッチングの勾配を反映しておらず、まして、デッドタイムの後、例えばスイッチＴ２１がオンにされる瞬間（曲線Ｖｐｈ＿ｉｓ〜０、図２）において電圧発生が依然として終了していないときに生じる非線形のスイッチングを反映していないからである。
【０００８】
別の既知の手順は、予測される変化の半分（すなわち、従来のインバータにおいてバス電圧を２で除算したもの）を電圧が通過する瞬間を検出するために速い比較器を使用することにある。この手順は以前のものよりも効果的であるが最適ではなく、それは、この手順では、例えば低速負荷を制御するために、インバータが小さい周波数および小さい振幅の電圧を伝えるときに非線形スイッチングが頻繁に起こるにもかかわらず、非線形スイッチングを考慮することができないからである。
【０００９】
米国特許第５，４５０，３０６号に記載されている別の既知の手順は、スイッチング期間にわたり負荷の電圧を積分することと、後段の補償のためにこの情報をマイクロコントローラに送出することとにある。この解決策では、積分がデジタル方式で実行され、その結果、その積分は著しく費用がかかり、デッドタイムを正確に感知するのに高周波クロックを必要とする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、ＰＷＭ型制御のデッドタイムを補償することを可能にし、信頼性があり、実施するのが容易であり、且つ、上記で示された従来の手順の欠点を緩和するのを可能にする制御方法を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的は、２つの電源ライン間に接続されたスイッチング・アームに適用されるＰＷＭ型制御のデッドタイムを補償する方法で達成され、スイッチング・アームは、第１のスイッチと、第２のスイッチと、第１のスイッチと第２のスイッチとの間に位置し、電気負荷に接続される接続中点とを含み、前記ＰＷＭ制御は、パルスに関して、出力電圧を負荷に印加するために、第１のスイッチのスイッチングおよび第２のスイッチのスイッチングを行うことと、第１のスイッチのスイッチングと第２のスイッチのスイッチングとの間にデッドタイムを挿入することとにあり、この方法は、
−  デッドタイムを含む決定した時間窓の間、出力電圧を積分して、補償の期間を決定するステップと、
−  補償の期間を適用して現在のパルスの幅または後続のパルスの幅を修正するステップと、
を備えることを特徴とする。
【００１２】
１つの特徴によれば、時間窓は単一のデッドタイムを含むように規定される。
【００１３】
１つの特徴によれば、積分は、キャパシタを備えるアナログ積分器を用いて実行される。
【００１４】
別の特徴によれば、補償の期間は、キャパシタの充電／放電の間に検出される時点（instant）によって決定される。
【００１５】
別の特徴によれば、時間窓の開始はスイッチのうちの一方を開くための命令に同期される。
【００１６】
本発明は、さらに、２つの電源ライン間に接続されるスイッチング・アームに適用されるＰＷＭ型制御のデッドタイムを補償するシステムに関し、スイッチング・アームは、第１のスイッチと、第２のスイッチと、第１のスイッチと第２のスイッチとの間に位置し、電気負荷に接続される接続中点とを含み、前記ＰＷＭ制御は、パルスに関して、出力電圧を負荷に印加するために、第１のスイッチのスイッチングおよび第２のスイッチのスイッチングを行うことと、第１のスイッチのスイッチングと第２のスイッチのスイッチングとの間にデッドタイムを挿入することとにあり、このシステムは、
−  デッドタイムを含む決定した時間窓の間、出力電圧を積分して、補償の期間を決定するように意図されたアナログ積分器と、
−  決定された補償の期間を適用することによって現在のパルスの幅または後続のパルスの幅を修正するための制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１７】
１つの特徴によれば、時間窓の開始は、スイッチのうちの一方を開くための命令に同期される。
【００１８】
別の特徴によれば、アナログ積分器はキャパシタを備える。
【００１９】
別の特徴によれば、補償の期間は、キャパシタの充電／放電の間に検出されるサイクル終了の時点によって決定される。
【００２０】
別の特徴によれば、このシステムは、積分器のキャパシタの充電または放電を有効にするように意図されたアナログ積分器用の制御手段と、キャパシタの端子の両端間の電圧が時間窓の後に静止値（quiescent value）に戻るサイクル終了の時点を検出するための手段とを備える。
【００２１】
他の特性および利点は、例として与えられ、添付図面によって示される実施形態を参照しながら行う以下の詳細な説明で明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】電気負荷に接続されたインバータを示す図である。
【図２】スイッチング・アームにおけるスイッチング中の出力電圧の発生を概略の方法で示す図である。
【図３】本発明のシステムの構成を概略的に示す図である。
【図４】本発明の動作原理を簡単な方法で示す図である。
【図５】本発明のシステムで使用され、図４に示された動作原理により動作する電子デバイスを示す図である。
【図６】図５に示されたデバイスによって得られたシミュレーションを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明は、スイッチング・アームに適用されるＰＷＭ制御のデッドタイムを補償するのに適用される。スイッチング・アームは、能動整流器（active rectifier）で、または電圧源を有するインバータで使用され得る。
【００２４】
電圧源を有するインバータという表現は、いわゆるフライング・キャパシタ・インバータおよびマトリクス・コンバータ・タイプのインバータと同様に、ＤＣ電源バスを備える２レベル以上の従来のインバータをすべて意味するものと理解される。以降の説明は２レベルの従来のインバータに関するが、本発明は上記で述べたすべてのインバータに適用されることが理解されなければならない。
【００２５】
既知の方法では、図１に示されると共に例えば可変速駆動装置で使用される従来のインバータＩＮＶは、２つの電源ライン、すなわち、正の電源ラインおよび負の電源ラインを備え、電源ライン間にバスキャパシタＣｂｕｓ及びいくつかのスイッチング・アーム１、２、３が接続される。一般に、各スイッチング・アーム１、２、３は、２つの電源ライン間に接続された少なくとも２個のスイッチング・スイッチ（Ｔ１１、Ｔ２１、Ｔ１２、Ｔ２２、Ｔ１３、Ｔ２３）を備える。各アームにおいて、２つのスイッチ間に位置する接続中点は電気負荷Ｍに接続される。
【００２６】
本発明の方法は、インバータの各スイッチング・アームに別々に適用することができる。したがって、以降の説明は、例えばトランジスタＴ１１およびＴ２１を備える単一のスイッチング・アーム１に基づくことになる。
【００２７】
図２を参照して、制御手段によって実行されるＰＷＭ制御のパルスは、例えば、時系列順に、
−  一定期間の間スイッチＴ１１を閉状態に維持（曲線Ｃｄ  Ｔ１１）、
−  スイッチＴ１１を開くための命令（曲線Ｃｄ  Ｔ１１）、
−  ２つのトランジスタＴ１１、Ｔ２１が開状態にあるデッドタイムＴＭ、
−  スイッチＴ２１を閉じるための命令（曲線Ｃｄ  Ｔ２１）、
−  一定期間の間スイッチＴ２１を閉状態に維持（曲線Ｃｄ  Ｔ２１）、
−  スイッチＴ２１を開くための命令（曲線Ｃｄ  Ｔ２１）、
−  新たなデッドタイム、
−  スイッチＴ１１を閉じるための命令（曲線Ｃｄ  Ｔ１１）
を備える。
【００２８】
スイッチのスイッチング期間は、電気負荷Ｍに印加することが望ましい出力電圧Ｖｐｈにより決定される。デッドタイムＴＭの範囲外では、スイッチのうちの一方が常に閉状態であるので出力電圧Ｖｐｈは制御される。一方、ＤＣバスを短絡させないようにするのに必要とされるデッドタイムＴＭの間、電圧の発生は電流ｉｓの符号および値に依存する。図２はこの態様を示す。この図２において、スイッチング・アームの出力部で実際に得られる出力電圧Ｖｐｈは、電流が正（Ｖｐｈ＿ｉｓ＞０）、負（Ｖｐｈ＿ｉｓ＜０）、または０に近い（Ｖｐｈ＿ｉｓ〜０）かどうかに応じて異なるプロファイルを示すことが分かる。この図２は、さらに、得ることが望ましい理想的な電圧Ｖｐｈ＿ｉｄを示す。
【００２９】
したがって、本発明は、デッドタイムＴＭの強制的な適用によって生成される誤差の補償を実行できるように、デッドタイムＴＭの間の電圧の発生を正確に確認することにある。
【００３０】
したがって、本発明の目的は、ＰＷＭによって制御された第１のスイッチのスイッチングと第２のスイッチのスイッチングとの間のデッドタイムの強制的な存在によって引き起こされる、電気負荷Ｍに印加される出力電圧の不確実性を補償することである。
【００３１】
この目的のために、本発明は、デッドタイムＴＭを含む積分窓Ｗｉｎｔにわたって出力電圧（Ｖｐｈ）の積分を実行するのを可能にする方法を提案する。したがって、この方法は、積分窓にわたってスイッチング・アームの出力部で印加される電圧−時間（ボルト−秒：volt-seconds）を決定するのを可能にする。
【００３２】
積分窓Ｗｉｎｔは単一のデッドタイムＴＭを備えるように規定される。したがって、ＰＷＭ制御に適用される各デッドタイムについて異なる積分が実行される。新しい積分窓Ｗｉｎｔは、各々の新しいデッドタイムＴＭについて開始し、そして、デッドタイム終了の直後に終了する。
【００３３】
積分窓Ｗｉｎｔの開始は、スイッチング・アームのスイッチのうちの一方を開くための論理命令に同期される。積分窓はスイッチのうちの一方を開くための命令の前に開始できるが、この場合は、窓の開始と、スイッチを開くための論理命令との間に存在するオフセットを知ることが必要となる。積分窓Ｗｉｎｔは、任意の伝搬遅れとスイッチのスイッチング時間とを考慮することができるように、デッドタイム終了の直後に終了する。積分窓Ｗｉｎｔの期間は、デッドタイムＴＭの期間が常に同一である場合、常に固定され且つ制御部に予め記録され得、または、積分窓Ｗｉｎｔの期間は、例えば、デッドタイムの終了に続く決められた期間（例えば１μｓ）の後に系統的に無効にされることによってデッドタイムの期間に適応することができる。
【００３４】
積分窓Ｗｉｎｔの期間にわたる出力電圧Ｖｐｈの積分を測定することによって、このことは、電圧が最も不確実となるまさにその場合の測定値の精度を最大にすることができる。確かに、上記で想起されたように、デッドタイムＴＭの範囲外では、出力電圧Ｖｐｈは制御されており、したがって、その測定値は重要ではない。理想的には、積分は各デッドタイムについて実行される。
【００３５】
したがって、本発明によれば、採用される原理は、
−  デッドタイムＴＭを含み、デッドタイムよりもわずかに長い有効期間（例えば、デッドタイム＋１μｓ）を有する積分窓Ｗｉｎｔを規定することと、
−  この積分窓の間に測定された出力電圧を積分して、それから補償の期間を推定することと、
−  窓の期間が経過した時点で、決定された補償の期間を現在のパルスの幅または後続のパルスの幅にわたって適用することと、
にある。
【００３６】
本発明によれば、積分を実行するために、積分されるべき電圧に比例した電流によるキャパシタの充電に基づくアナログ積分器（ＩＮＴ）が利用される。積分窓が経過した時点で、キャパシタの両端子間に蓄積された電圧は、積分段階の間にもたらされた電圧変化に比例した時間の形態で取り出される。キャパシタの両端子間の電圧が初期値に戻る時点が検出され、そして処理され、補償の期間が決定される。
【００３７】
キャパシタの放電は、例えば、以下の電流源を用いて実行され得る。
−  一定の、即ち使用される部品の特性によって規定される電流源。この場合、キャパシタの放電の間に、電圧−時間は実際に元に戻され、その後、補償を行うためにパルスの幅を修正するようにＤＣバスの電圧で規格化されなければならないことになる。
−  インバータの入力部のＤＣバスの電圧に依存する、即ち比例する電流源。この場合、測定された積分は、既にＤＣバスの電圧で規格化されていると共に、補償を実行するために直接利用することができる時間に対応する。
【００３８】
異なる実施形態として、積分はキャパシタの放電の間に実行することができ、電流源はキャパシタの充電を行う。
【００３９】
図４は、本発明の動作原理を示す。本発明は、つまり、その値がシステムの状態に依存する電流源によって充電されるキャパシタに要約されることにある。
【００４０】
ゾーン１（Ｚ１）、すなわち、時点ｔ０まで（開命令に対応する）では、スイッチＴ１１は閉状態に維持され、キャパシタの両端子間の電圧は固定され、且つ、指定された静止電圧（quiescent voltage）ＶＣ０に等しい。電流はキャパシタに流入しない。
【００４１】
ｔ０で、開にする命令がＴ１１に送られる。積分窓Ｗｉｎｔの開始はこの命令の送信に同期される。
【００４２】
ゾーン２（Ｚ２）は、ｔ０とｔ１の間続き、且つ、積分窓Ｗｉｎｔに対応し、この窓はデッドタイムＴＭの終了の後で終了する。積分窓Ｗｉｎｔの間、キャパシタの両端子間の電圧ＶＣ（ｔ）は以下の関係式、すなわち
ｉ（ｔ）＝Ｋ１Ｖｐｈ（ｔ）
に従う電流ｉ（ｔ）の関数として生成され、ここで、Ｖｐｈ（ｔ）は出力電圧に対応し、Ｋ１は一定の係数である。
【００４３】
したがって、ｔ１で、キャパシタの両端子間の電圧ＶＣは以下の関係式によって表される。
【数１】
2012016268.tif 000003
ここで、Ｃはキャパシタのキャパシタンスに対応する。
【００４４】
積分窓Ｗｉｎｔが終了したとき、すなわち時点ｔ１で、等価な構成の電流源は方向を転じ、積分の間のＶＣ（ｔ）の発生の方向と反対方向のＶＣ（ｔ）の発生を強制する。したがって、ＶＣ（ｔ）は徐々に静止電圧ＶＣ０に近づき、そして、時点ｔ２でその電圧に達する。
【００４５】
電流源が関係式ｉ（ｔ）＝−Ｋ２に従って一定である場合、電圧ＶＣ（ｔ）の発生は以下の関係式に従う。
【数２】
2012016268.tif 000004
【００４６】
ＶＣ（ｔ２）＝ＶＣ０を用い、上記の関係式（１）に基づくと、次いで、
【数３】
2012016268.tif 000005
が得られる。
【００４７】
電流源が関係式ｉ（ｔ）＝−Ｋ３Ｖｂｕｓに従ってＤＣバスの電圧に依存する場合、ゾーン３（Ｚ３）で
【数４】
2012016268.tif 000006
すなわち、以下の関係式
【数５】
2012016268.tif 000007
が得られ、ここで、電圧Ｖｂｕｓは、ｔ１とｔ２の間で一定であり、且つ、ｔ１での値に等しいと仮定される。次に、
【数６】
2012016268.tif 000008
が得られる。
【００４８】
ｔ２の後、システムは安定状態に戻っており、そして、新しいスイッチング（Ｚ４）で動作する準備ができている。
【００４９】
したがって、本発明は、サイクル終了の時点ｔ２、または言い換えればキャパシタの初期電圧（ＶＣ０）に戻る時点ｔ２を検出し、その後、この時点を使用して、現在のパルスの幅または後続のパルスの幅を修正するように、ＰＷＭ制御に適用されるべき補償の期間を計算することにある。補償の期間は、例えば関係式ｔ２−ｔ１または関係式ｔ２−ｔ０によって表すことができ、検出された時点ｔ２は、制御部により認識され且つ記憶されている時点、例えば以前のスイッチングのｔ０、ｔ１、またはさらにｔ２などと関連付けられなければならない。
【００５０】
したがって、本発明によれば、図３を参照して、インバータＩＮＶの制御のための前記方法を実施するのを可能にするシステムは、特に、上記で規定した原理により積分を実行するのを可能にする電子デバイス１００と、補償を決定するのを可能にする計算手段２０１、および、計算された補償を各アームについて考慮することによってスイッチング・アーム（Ｃｄ（１、２、３））のＰＷＭ制御を生成する手段２０２を備える制御手段２００と、を備える。図３において、各スイッチング・アーム１、２、３の出力電圧Ｖｐｈは積分のために電子デバイス１００に送られる。積分窓Ｗｉｎｔを準備するように手段２０２によって送られる電圧信号Ｖｉｎに応じて、計算手段２０１は、補償の期間を計算するために使用される時点を各アームについて検出するのを可能にする電圧信号Ｖｏｕｔを回復する。
【００５１】
図５は、積分窓（Ｗｉｎｔ）の間に出力電圧Ｖｐｈの積分を実行すること、及び、上記で規定された時点ｔ２を検出することを可能にする電子デバイスの例示的な実施形態を示す。この図５に示されるデバイスは、図４に関連して上記で説明した原理に従って動作する。
【００５２】
この実施形態では、デバイスは、キャパシタ（Ｃ３）を備えるアナログ積分器（ＩＮＴ）と、積分器（ＩＮＴ）のキャパシタの充電または放電を有効にするように意図されたアナログ積分器用の制御手段４と、キャパシタの両端子間の電圧が積分窓（Ｗｉｎｔ）の後に静止値に戻るサイクル終了の時点ｔ２を検出するための手段５と、を備える。
【００５３】
より正確には図５において、デバイスは、図４のゾーンＺ２およびＺ３によって示された動作を再現するために２つの別個の電流源ＣＣＳ、ＤＣＳを備える。
【００５４】
第１の電流源ＣＣＳは、簡単な抵抗器Ｒ５であり、且つ、キャパシタＣ３を充電するように意図された電流源として使用される。第２の電流源ＤＣＳは、キャパシタＣ３を放電させるように意図された「能動」電流源であり、且つ、トランジスタＱ１、ツェナーダイオードＤ５、および抵抗器Ｒ３の結合から構成される。この実施形態では、２つの電流源は、図４のゾーンＺ２またはゾーンＺ３によって示された状況となるように、キャパシタＣ３と、一方と他方との間のスイッチングを確実に行えるようにする制御手段４と、に恒久的に接続される。この命令は、制御信号Ｖｉｎによって制御されるトランジスタＱ２を用いて実行される。積分窓Ｗｉｎｔを開始するのを可能にするトランジスタＱ２を開くことは、スイッチング・アームの各スイッチを開くための命令に同期され、このスイッチング命令は系統的にデッドタイムの開始を示す。トランジスタＱ２を閉じるための命令は積分窓の終了に対応する。検出手段５は、上記で規定した時点ｔ２を検出するのを可能にする。
【００５５】
したがって、信号Ｖｉｎが０Ｖである場合、トランジスタＱ２は開いている。第１の電流源ＣＣＳは動作するが、他方の電流源ＤＣＳは動作を停止する。したがって、積分器のキャパシタＣ３は、抵抗器Ｒ５およびダイオードＤ１を介して充電される。
【００５６】
信号Ｖｉｎが電位Ｖｃｃ２（＝７Ｖ）である場合、トランジスタＱ２はオンになり、そしてＶｐｈから生じる電流はトランジスタＱ２を通過し、次にダイオードＤ１はオフとなる。キャパシタＣ３を考慮して、第１の電流源ＣＣＳは動作を停止される。同時に、ツェナーダイオードＤ５の両端子間の電圧が第２の電流源ＤＣＳのトランジスタＱ１のベースに現れる。次に、第２の電流源ＤＣＳが動作可能になり、そしてキャパシタＣ３を放電する。したがって、制御信号Ｖｉｎは電流源を切り替えるのを可能にし、そして、このセットアップは、ゾーンＺ２およびＺ３において、図３で示した一般原理の実施形態を構成する。
【００５７】
キャパシタＣ３の両端子間の電圧が第２の電流源ＤＣＳの影響下でＶｃｃ２のわずか下に降下するまで減少すると、トランジスタＱ５が導通すると共に、電圧Ｖｏｕｔは、０Ｖに等しい電圧から、検出されるべき時点ｔ２に対応する電圧Ｖｃｃ２に切り替わる。
【００５８】
その後、第２の電流源ＤＣＳは依然として動作可能であるが、そのすべての電流はＶｃｃ２および検出手段５を通過している。したがって、ここではキャパシタＣ３に電流は流れない。したがって、この状態は、図４のゾーンＺ１およびＺ４に対応する安定状態であり、その間、キャパシタＣ３を考慮して、すべての電流源は動作を停止される。
【００５９】
制御信号Ｖｉｎが再び０Ｖに戻ると（新しいスイッチング時点で）、第２の電流源ＤＣＳは実際には動作を停止され、そして、第１の電流源ＣＣＳは電圧Ｖｃｃ２より高くキャパシタＣ３を充電し、それによって、ダイオードＤ２及びさらにトランジスタＱ５をオフにする。次に、電圧Ｖｏｕｔはこの段階の間０Ｖに下がる。
【００６０】
要約すると、したがって、このデバイスの動作順序は以下の通りである。
「初期安定状態」（スイッチング・アームのスイッチのうちの一方が閉状態である）。
−  Ｖｉｎ＝＋７Ｖ  −  トランジスタＱ２は閉じられ、トランジスタＱ１は同様であり、そのとき電圧Ｖｏｕｔは＋７Ｖである。
−  キャパシタＣ３は放電される。
【００６１】
「積分窓の開始」（＝スイッチＴ１１またはＴ２１のうちの一方を開く命令）。
−  Ｖｉｎ＝０Ｖ  −  トランジスタＱ１およびＱ２は開いている。
−  キャパシタＣ３は、出力電圧Ｖｐｈを積分する目的で、抵抗器Ｒ５を介して充電される。
−  トランジスタＱ５はオフになり、したがって、電圧Ｖｏｕｔは０Ｖまで下降する。
【００６２】
「積分窓の終了」（＝デッドタイム終了の直後）。
−  Ｖｉｎ＝＋７Ｖ  −  トランジスタＱ２は閉じられ、それによって、ダイオードＤ３はオンになり、且つ、ダイオードＤ１はオフになる。
−  ツェナーダイオードＤ５は導通し、それによってトランジスタＱ１は閉じられ、このことは電流が抵抗器Ｒ３に流れることを可能にする。
−  次に、キャパシタＣ３は線形に放電する。
−  トランジスタＱ５は、キャパシタＣ３の両端子間の電圧が７Ｖのわずか下になると導通する。次に、電圧Ｖｏｕｔは７Ｖに上昇する。電圧Ｖｏｕｔが７Ｖに達した瞬間が検出され、そして続いて処理され、デッドタイムの補償の期間が決定される。決定された補償の期間は、その後、スイッチング・アームのＰＷＭ制御によって使用される。
【００６３】
「次のスイッチング」
−  初期状態に戻る。
【００６４】
図６は、図５のデバイスに対応するシミュレーション曲線を示す。これらの曲線において、特に、検出されるべき時点ｔ２は、キャパシタＣ３の両端子間の電圧が静止値（それは必ずしも０ではない）に戻る時点に対応することが分かる。さらに、このシミュレーションは、積分窓Ｗｉｎｔの間に、出力電圧Ｖｐｈの曲線によって範囲を定められた積分されるべき区域を灰色で示す。
【００６５】
このデバイスの異なる実施形態または改良を、図４で示された動作原理を実施するために想定することができる。ここに、網羅的仕方ではなく、いくつかのあり得る変更の要素を示す。
−  電流源とキャパシタとの間に電子スイッチを直接使用する。
−  様々な値をとることができる単一の電流源を使用する。
−  様々なトポロジーの電流源を使用する。それらの電流源は、単純なＲＣ回路によって、能動回路（図５の第２の電流源ＤＣＳのような）によって、カレントミラーによって、または、さもなければ任意の他の手段によって具現することができる。
−  電流源の値は、上記で説明したように、例えばインバータのバスの電圧などの外部信号に依存し得る。
−  キャパシタＣ３は端子のうちの一方を固定電位とすることができるが、必然ではない。
−  キャパシタＣ３の電圧はゾーンＺ３の間増加し、ゾーンＺ４の間減少することができるが、逆も同様に可能である。
【図１】
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【図３】
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【図５】
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【図２】
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【図４】
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【図６】
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【外国語明細書】
2012016268000001.pdf