FR3145250A1 - DEVICE FOR CONTROLLING A SWITCHING CONVERTER, METHOD AND CORRESPONDING COMPUTER PROGRAM - Google Patents
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Abstract
Dispositif de commande (114) d’un convertisseur à commutation (110) conçu pour réaliser une conversion de tension entre une tension continue (E) et plusieurs tensions de phase (Va, Vb, Vc) d’une machine électrique (102), à partir de signaux de commande (PWMa, PWMb, PWMc) respectifs impulsionnels, le dispositif de commande (114) comportant : - un générateur de signaux (116), conçu pour générer les signaux de commande (PWMa, PWMb, PWMc) à une fréquence reçue ; et - un dispositif de génération de fréquence (128), conçu pour fournir au générateur de signaux (116) une suite, dite effective, de fréquences aléatoires pour chaque signal de commande (PWMa, PWMb, PWMc), les fréquences de même rang dans les suites effectives étant différentes. Figure pour l’abrégé : Fig. 1 Control device (114) of a switching converter (110) designed to carry out voltage conversion between a direct voltage (E) and several phase voltages (Va, Vb, Vc) of an electrical machine (102), from respective pulse control signals (PWMa, PWMb, PWMc), the control device (114) comprising: - a signal generator (116), designed to generate the control signals (PWMa, PWMb, PWMc) at a frequency received; and - a frequency generation device (128), designed to provide the signal generator (116) with a so-called effective sequence of random frequencies for each control signal (PWMa, PWMb, PWMc), the frequencies of the same rank in the actual consequences being different. Figure for abstract: Fig. 1
Description
La présente invention concerne un dispositif de commande d’un convertisseur à commutation, un procédé et un programme d’ordinateur correspondant.The present invention relates to a device for controlling a switching converter, a method and a corresponding computer program.
Il est connu d’utiliser un onduleur à commutation pour piloter un moteur électrique. Pour commander l’onduleur, un dispositif de commande générant des signaux de commande à modulation de largeur d’impulsion est habituellement utilisé.It is known to use a switching inverter to drive an electric motor. To control the inverter, a control device generating pulse width modulated control signals is usually used.
La modulation de largeur d’impulsion est susceptible de poser des problèmes de CEM (compatibilité électromagnétique). En effet, le fait de moduler un signal à une fréquence donnée est susceptible de générer des parasites électromagnétiques en raison de cette fréquence. En particulier, une modulation de largeur d’impulsion à fréquence fixe entraîne des tensions de phases générant des ondes électromagnétiques aux fréquences multiples de cette fréquence fixe. On a ainsi pu constater que, par exemple pour des moteurs de ventilateurs HVAC (de l’anglais « Heating Ventilation and Air Conditioning » qui désigne le chauffage, la ventilation et la climatisation automobiles) pilotés en modulation de largeur d’impulsion, des parasites électromagnétiques dans des bandes comprises dans la plage [0 MHz; 1 MHz] et plus particulièrement dans la bande [0 kHz; 125 kHz] utilisée par des puces RFID associées à certains capteurs, ainsi que dans des bandes des fréquences AM, perturbant la réception d’émissions radiophoniques.Pulse width modulation is likely to cause EMC (electromagnetic compatibility) problems. Indeed, modulating a signal at a given frequency is likely to generate electromagnetic interference due to this frequency. In particular, pulse width modulation at a fixed frequency results in phase voltages generating electromagnetic waves at frequencies that are multiples of this fixed frequency. It has thus been observed that, for example, for HVAC (Heating Ventilation and Air Conditioning) fan motors controlled by pulse width modulation, electromagnetic interference in bands included in the range [0 MHz; 1 MHz] and more particularly in the band [0 kHz; 125 kHz] used by RFID chips associated with certain sensors, as well as in AM frequency bands, disrupting the reception of radio broadcasts.
Afin de réduire de tels parasites, il est connu de faire varier de manière aléatoire (ou plus exactement de manière pseudo-aléatoire) la fréquence des signaux de commande à modulation de largeur d’impulsion. Cependant, le contenu fréquentiel des tensions de phase comporte toujours des pics pouvant poser des problèmes de CEM.In order to reduce such interference, it is known to vary randomly (or more precisely pseudo-randomly) the frequency of the pulse width modulated control signals. However, the frequency content of the phase voltages always contains peaks that can cause EMC problems.
Il peut ainsi être souhaité de prévoir un dispositif de commande d’un convertisseur à commutation qui permette de s’affranchir d’au moins une partie des problèmes et contraintes précités.It may thus be desirable to provide a control device for a switching converter which makes it possible to overcome at least some of the aforementioned problems and constraints.
Il est donc proposé un dispositif de commande d’un convertisseur à commutation conçu pour réaliser une conversion de tension entre une tension continue et plusieurs tensions de phase d’une machine électrique, à partir de signaux de commande respectifs impulsionnels, le dispositif de commande étant caractérisé en ce qu’il comporte :
- un générateur de signaux, conçu pour générer les signaux de commande à une fréquence reçue ; et
- un dispositif de génération de fréquence, conçu pour fournir au générateur de signaux une suite, dite effective, de fréquences aléatoires pour chaque signal de commande, les fréquences de même rang dans les suites effectives étant différentes.
- a signal generator, adapted to generate the control signals at a received frequency; and
- a frequency generating device, designed to provide the signal generator with a sequence, called effective, of random frequencies for each control signal, the frequencies of the same rank in the effective sequences being different.
L’invention peut en outre comporter l’une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles suivantes, selon toute combinaison techniquement possible.The invention may further comprise one or more of the following optional features, in any technically possible combination.
De façon optionnelle, les signaux de commande sont à modulation de largeur d’impulsion.Optionally, the control signals are pulse width modulated.
De façon optionnelle également, le dispositif de génération de fréquence comporte un générateur aléatoire de fréquence pour chaque signal de commande, les générateurs aléatoires de fréquence étant indépendant les uns des autres.Also optionally, the frequency generating device comprises a random frequency generator for each control signal, the random frequency generators being independent of each other.
De façon optionnelle également, le dispositif de génération de fréquence comporte un générateur aléatoire de fréquence pour fournir une suite, dite de base, de fréquences aléatoires, les suites effectives étant dérivées de la suite de base, l’une des suites effectives pouvant être égale à la suite de base.Also optionally, the frequency generation device comprises a random frequency generator for providing a so-called base sequence of random frequencies, the effective sequences being derived from the base sequence, one of the effective sequences possibly being equal to the base sequence.
De façon optionnelle également, une des suites effectives est prise égale à la suite de base, chacune des autres suites effectives étant obtenue en ajoutant ou bien soustrayant, à chaque rang, une fréquence prédéfinie à la fréquence de la suite de base.Optionally, one of the effective sequences is taken equal to the basic sequence, each of the other effective sequences being obtained by adding or subtracting, at each rank, a predefined frequency from the frequency of the basic sequence.
De façon optionnelle également, les fréquences de l’une des autres suites effectives sont obtenues en ajoutant une fréquence prédéfinie aux fréquences de la suite de base et dans lequel les fréquences d’une autre des autres suites effectives sont obtenues en soustrayant une fréquence prédéfinie des fréquences de la suite de base.Optionally also, the frequencies of one of the other effective sequences are obtained by adding a predefined frequency to the frequencies of the basic sequence and wherein the frequencies of another of the other effective sequences are obtained by subtracting a predefined frequency from the frequencies of the basic sequence.
De façon optionnelle également, les fréquences de l’une des autres suites effectives sont obtenues en alternativement ajoutant et soustrayant une fréquence prédéfinie des fréquences de la suite de base, d’un rang au suivant.Optionally also, the frequencies of one of the other effective sequences are obtained by alternately adding and subtracting a predefined frequency from the frequencies of the basic sequence, from one rank to the next.
De façon optionnelle également, les suites effectives sont obtenues en décalant la suite de base, avec des décalages différents d’une suite effective à l’autre, le décalage pouvant être nul pour l’une des suites effectives.Optionally also, the effective sequences are obtained by shifting the basic sequence, with different shifts from one effective sequence to another, the shift being able to be zero for one of the effective sequences.
De façon optionnelle également, pour chaque signal de commande, chaque fréquence de la suite effective est utilisée pour un nombre entier d’impulsions.Also optionally, for each control signal, each frequency of the effective sequence is used for an integer number of pulses.
Il est également proposé un procédé de commande d’un convertisseur à commutation conçu pour réaliser une conversion de tension entre une tension continue et plusieurs tensions de phase d’une machine électrique, à partir de signaux de commande respectifs impulsionnels, le procédé de commande étant caractérisé en ce qu’il comporte :
- une génération d’une suite, dite effective, de fréquences aléatoires pour chaque signal de commande, les fréquences de même rang dans les suites effectives étant différentes ; et
- une génération des signaux de commande aux fréquences des suites effectives respectives.
- a generation of a sequence, called effective, of random frequencies for each control signal, the frequencies of the same rank in the effective sequences being different; and
- a generation of control signals at the frequencies of the respective effective sequences.
Il est également proposé un programme d’ordinateur téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou enregistré sur un support lisible par ordinateur, caractérisé en ce qu’il comprend des instructions pour l’exécution des étapes d’un procédé selon l’invention, lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur.Also provided is a computer program downloadable from a communications network and/or recorded on a computer-readable medium, characterized in that it comprises instructions for executing the steps of a method according to the invention, when said program is executed on a computer.
L’invention sera mieux comprise à l’aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels :
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- there
- there
Par la suite, le terme « aléatoire » sera synonyme de « pseudo-aléatoire ».Subsequently, the term “random” will be synonymous with “pseudo-random”.
En référence à la
Le système 100 comporte tout d’abord une machine électrique 102 comportant un stator 104 avec plusieurs phases statoriques X, Y, Z et un rotor 106. La machine électrique 102 est conçue pour présenter des tensions de phase Va, Vb, Vc alternatives. La machine électrique 102 peut être un moteur électrique ou bien une génératrice électrique. La machine électrique 102 peut être à balais ou bien dépourvue de balais. La machine électrique 102 entraîne par exemple un ventilateur d’un système HVAC.The system 100 first comprises an electric machine 102 comprising a stator 104 with several stator phases X, Y, Z and a rotor 106. The electric machine 102 is designed to have alternating phase voltages Va, Vb, Vc. The electric machine 102 can be an electric motor or an electric generator. The electric machine 102 can be brushed or brushless. The electric machine 102 drives, for example, a fan of an HVAC system.
Le système 100 comporte en outre une source de tension continue 108 conçue pour fournir une tension continue E.The system 100 further comprises a direct voltage source 108 designed to provide a direct voltage E.
Le système 100 comporte en outre un convertisseur à commutation 110 connecté entre la source de tension continue 108 et les phases statoriques X, Y, Z de la machine électrique 102. Le convertisseur à commutation 110 est conçu pour réaliser une conversion de tension entre la tension continue E et les tensions de phase Va, Vb, Vc.The system 100 further comprises a switching converter 110 connected between the DC voltage source 108 and the stator phases X, Y, Z of the electric machine 102. The switching converter 110 is designed to perform a voltage conversion between the DC voltage E and the phase voltages Va, Vb, Vc.
Le convertisseur à commutation 110 comporte un circuit de commutation 112 avec par exemple autant de bras de commutation a, b, c que de tensions de phase Va, Vb, Vc de la machine électrique 102. Chaque bras de commutation a, b, c comporte par exemple deux interrupteurs commandables connectés l’un à l’autre en un point milieu et ensemble aux bornes de la source de tension continue 108. Le point milieu est destiné à présenter la tension de phase Va, Vb, Vc de la machine électrique 102.The switching converter 110 comprises a switching circuit 112 with, for example, as many switching arms a, b, c as there are phase voltages Va, Vb, Vc of the electric machine 102. Each switching arm a, b, c comprises, for example, two controllable switches connected to each other at a midpoint and together at the terminals of the DC voltage source 108. The midpoint is intended to present the phase voltage Va, Vb, Vc of the electric machine 102.
Chaque interrupteur commandable est de préférence un interrupteur commandable à semi-conducteur, comme par exemple un transistor à effet de champ à grille métal-oxyde (de l’anglais « Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor » également désigné par l’acronyme MOSFET) ou bien un transistor à effet de champ à grille métal-oxyde silicium (de l’anglais « Silicon Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor » également désigné par l’acronyme Si MOSFET) ou bien un transistor à effet de champ à grille métal-oxyde au carbure de silicium (de l’anglais « Silicon Carbide Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor » également désigné par l’acronyme SiC MOSFET) ou bien un transistor bipolaire à grille isolée (de l’anglais « Insulated Gate Bipolar Transistor » également désigné par l’acronyme IGBT) ou bien un transistor à effet de champ au nitrure de gallium (de l’anglais « Gallium Nitride Field Effect Transistor » également désigné par l’acronyme GaN FET), etc.Each controllable switch is preferably a semiconductor controllable switch, such as a metal-oxide gate field effect transistor (also referred to by the acronym MOSFET) or a silicon metal-oxide gate field effect transistor (also referred to by the acronym Si MOSFET) or a silicon carbide metal-oxide gate field effect transistor (also referred to by the acronym SiC MOSFET) or an insulated gate bipolar transistor (also referred to by the acronym IGBT) or a gallium nitride field effect transistor (also referred to by the acronym GaN FET), etc.
Le convertisseur à commutation 110 comporte en outre un dispositif 114 de commande du circuit de commutation 112.The switching converter 110 further comprises a device 114 for controlling the switching circuit 112.
Le dispositif de commande 114 comporte par exemple au moins un système informatique comportant une unité de traitement de données (telle qu’un microprocesseur) et une mémoire principale (telle qu’une mémoire RAM, de l’anglais « Random Access Memory ») accessible par l’unité de traitement. Chaque système informatique comporte en outre par exemple un support local (tel qu’un disque dur local). Un programme d'ordinateur contenant des instructions pour la ou les unités de traitement est enregistré sur le ou les supports locaux. Ce programme d’ordinateur est par exemple destiné à être chargé dans la ou les mémoires principales, afin que la ou les unités de traitement exécute ses instructions. Pour faciliter la description du programme d’ordinateur, les instructions seront décrites par la suite comme organisées en modules logiciels. Cependant, cette présentation ne préjuge pas de la forme du programme d’ordinateur, qui peut être quelconque.The control device 114 comprises, for example, at least one computer system comprising a data processing unit (such as a microprocessor) and a main memory (such as a RAM memory, from the English “Random Access Memory”) accessible by the processing unit. Each computer system further comprises, for example, a local medium (such as a local hard disk). A computer program containing instructions for the processing unit(s) is recorded on the local medium(s). This computer program is for example intended to be loaded into the main memory(ies), so that the processing unit(s) executes its instructions. To facilitate the description of the computer program, the instructions will be described below as organized into software modules. However, this presentation does not prejudge the form of the computer program, which may be arbitrary.
Alternativement, tout ou partie de ces modules pourrait être implémenté sous forme de modules matériels, c'est-à-dire sous forme d'un circuit électronique, par exemple micro-câblé, ne faisant pas intervenir de programme d'ordinateur.Alternatively, all or part of these modules could be implemented in the form of hardware modules, that is to say in the form of an electronic circuit, for example micro-wired, not involving a computer program.
Le dispositif de commande 114 comporte tout d’abord un générateur de commande 116 conçu pour générer des signaux de commande PWMa, PWMb, PWMc à modulation de largeur d’impulsion. Ainsi, chaque signal de commande PWMa-c prend alternativement une valeur haute (correspondant à une impulsion) et une valeur basse. Les signaux de commande PWMa-c sont générés à des fréquences respectives Fa, Fb, Fc reçues.The control device 114 firstly comprises a control generator 116 designed to generate control signals PWMa, PWMb, PWMc with pulse width modulation. Thus, each control signal PWMa-c alternately takes a high value (corresponding to a pulse) and a low value. The control signals PWMa-c are generated at respective frequencies Fa, Fb, Fc received.
Ces signaux de commande PWMa-c sont par exemple respectivement appliqués aux bras de commutation a, b, c pour commander les deux interrupteurs de ce bras de commutation en opposition l’un de l’autre : lorsque le signal de commande PWMa-c prend la valeur haute, l’un des interrupteurs est ouvert et l’autre fermé, et inversement pour la valeur basse.These PWMa-c control signals are for example respectively applied to the switching arms a, b, c to control the two switches of this switching arm in opposition to each other: when the PWMa-c control signal takes the high value, one of the switches is open and the other closed, and vice versa for the low value.
Pour éviter, une fermeture concomitante des deux interrupteurs du bras de commutation a, b, c, le générateur de commande 116 peut en outre être conçu pour insérer des temps morts dans les signaux de commande PWMa-c, comme cela est connu en soi.To avoid a simultaneous closing of both switches of the switching arm a, b, c, the control generator 116 can further be designed to insert dead times into the PWMa-c control signals, as is known per se.
Le générateur de commande 116 est par exemple conçu pour générer les signaux de commande PWMa-c, à partir de signaux de référence Sa, Sb, Sc respectifs que les tensions de phase Va, Vb, Vc sont destinées à suivre.The control generator 116 is for example designed to generate the control signals PWMa-c, from respective reference signals Sa, Sb, Sc which the phase voltages Va, Vb, Vc are intended to follow.
Par exemple, le générateur de commande 116 comporte, pour générer chaque signal de commande PWMa-c, un générateur triangulaire 118a, 118b, 118c conçu pour générer un signal triangulaire à la fréquence Fa, Fb, Fc reçue. Le générateur de commande 116 comporte en outre un comparateur 120a, 120b , 120c, conçu pour comparer le signal triangulaire Ta, Tb, Tc au signal de référence Sa, Sb, Sc. Le signal de commande PWMa-c prend une première valeur lorsque le signal triangulaire Ta, Tb, Tc est supérieur, et une deuxième valeur lorsque le signal triangulaire est inférieur Ta, Tb, Tc.For example, the control generator 116 comprises, to generate each control signal PWMa-c, a triangular generator 118a, 118b, 118c designed to generate a triangular signal at the received frequency Fa, Fb, Fc. The control generator 116 further comprises a comparator 120a, 120b, 120c, designed to compare the triangular signal Ta, Tb, Tc to the reference signal Sa, Sb, Sc. The control signal PWMa-c takes a first value when the triangular signal Ta, Tb, Tc is higher, and a second value when the triangular signal is lower Ta, Tb, Tc.
Pour déterminer les signaux de référence Sa, Sb, Sc, le dispositif de commande 114 comporte par exemple un régulateur 122 conçu pour fournir les signaux de référence Sa, Sb, Sc à partir d’une consigne de vitesse angulaire ω* du rotor 106, d’une position angulaire θ du rotor 106 et de courants de phase ia, ib, ic circulant entre le circuit de commutation 112 du convertisseur à commutation 110 et les phases statoriques X, Y, Z de la machine électrique 102. Pour obtenir ces deux dernières informations, le système 100 comporte par exemple un capteur 124 de la rotation angulaire θ du rotor 106 et un capteur 126 des courants de phase ia, ib, ic.To determine the reference signals Sa, Sb, Sc, the control device 114 comprises for example a regulator 122 designed to provide the reference signals Sa, Sb, Sc from an angular speed setpoint ω* of the rotor 106, an angular position θ of the rotor 106 and phase currents ia, ib, ic flowing between the switching circuit 112 of the switching converter 110 and the stator phases X, Y, Z of the electric machine 102. To obtain these last two pieces of information, the system 100 comprises for example a sensor 124 of the angular rotation θ of the rotor 106 and a sensor 126 of the phase currents ia, ib, ic.
Le dispositif de commande 112 comporte en outre un dispositif de génération de fréquence 128, conçu pour fournir les fréquences Fa, Fb, Fc au générateur de signal 116. Plus précisément, à partir d’un instant initial t0, par exemple dès le démarrage du convertisseur à commutation 110, le dispositif de génération de fréquence 128 est conçu pour fournir, pour chaque fréquence Fa, Fb, Fc, une suite, dite effective {Fa}, {Fb}, {Fc}, de fréquences aléatoires. Ainsi, chaque fréquence Fa, Fb, Fc prend successivement les valeurs de la suite effective {Fa}, {Fb}, {Fc} associée. Afin d’éviter que les signaux de commande PWMa-c ne présentent, à un instant, la même fréquence, ce qui produirait un pic fréquentiel dans le spectre des tensions de phase Va, Vb, Vc, le dispositif de génération de fréquence 128 est conçu pour que les suites effectives {Fa}, {Fb}, {Fc} soient différentes les unes des autres, c’est-à-dire pour que les fréquences de même rang dans les suites effectives {Fa}, {Fb}, {Fc} soient différentes.The control device 112 further comprises a frequency generation device 128, designed to provide the frequencies Fa, Fb, Fc to the signal generator 116. More precisely, from an initial time t0, for example from the start of the switching converter 110, the frequency generation device 128 is designed to provide, for each frequency Fa, Fb, Fc, a sequence, called effective {Fa}, {Fb}, {Fc}, of random frequencies. Thus, each frequency Fa, Fb, Fc successively takes the values of the associated effective sequence {Fa}, {Fb}, {Fc}. In order to avoid that the PWMa-c control signals do not have, at any instant, the same frequency, which would produce a frequency peak in the spectrum of the phase voltages Va, Vb, Vc, the frequency generation device 128 is designed so that the effective sequences {Fa}, {Fb}, {Fc} are different from each other, that is to say so that the frequencies of the same rank in the effective sequences {Fa}, {Fb}, {Fc} are different.
Dans le cadre de la présente invention, le terme « différent » est à comprendre d’un point de vue probabiliste, c’est-à-dire qu’il est toujours possible, dans certains des modes de réalisation qui seront décrits plus loin, que des fréquences de même rang soient égales par hasard.In the context of the present invention, the term “different” is to be understood from a probabilistic point of view, that is to say that it is always possible, in certain of the embodiments which will be described later, that frequencies of the same rank are equal by chance.
Pour obtenir des suites effectives différentes, le dispositif de génération de fréquence 128 peut par exemple comporter un générateur aléatoire de fréquence 130a, 130b 130c pour chaque signal de commande PWMa-c, les générateurs aléatoires de fréquence 130a-c étant indépendants les uns des autres. C’est ce mode de réalisation qui est illustré sur la
Par exemple, pour chaque signal de commande PWMa-c, chaque fréquence de la série effective associée est fournie toutes les N impulsions du signal de commande PWMa-c, N étant supérieur ou égal à un. Ce nombre d’impulsions N peut être le même pour tous les signaux de commande PWMa-c ou bien différent d’un signal de commande PWMa-c à l’autre.For example, for each PWMa-c control signal, each frequency of the associated effective series is provided every N pulses of the PWMa-c control signal, N being greater than or equal to one. This number of pulses N can be the same for all PWMa-c control signals or different from one PWMa-c control signal to another.
Le nombre N d’impulsions peut être fixe, ou bien peut varier dans le temps, par exemple de manière aléatoire pour encore améliorer la CEM.The number N of pulses can be fixed, or can vary over time, for example randomly to further improve the EMC.
En référence à la
Ainsi, à partir de l’instant t0, le générateur aléatoire de fréquence 130a fournit successivement les fréquences Fa(1), Fa(2), Fa(3), Fa(4), Fa(5), etc. Les N premières impulsions sont donc générées à la fréquence Fa(1), les N suivantes à la fréquence Fa(2), et ainsi de suite. Sur la
De manière similaire, à partir de l’instant t0, le générateur aléatoire de fréquence 130b fournit successivement les fréquences Fb(1), Fb(2), Fb(3), Fb(4), Fb(5), etc. pour les blocs successifs de N impulsions, et le générateur aléatoire de fréquence 130c fournit successivement les fréquences Fc(1), Fc(2), Fc(3), Fc(4), Fc(5), etc. pour les blocs successifs de N impulsions.Similarly, from time t0, the random frequency generator 130b successively provides the frequencies Fb (1) , Fb (2) , Fb (3) , Fb (4) , Fb (5) , etc. for the successive blocks of N pulses, and the random frequency generator 130c successively provides the frequencies Fc (1) , Fc (2) , Fc (3) , Fc (4) , Fc (5) , etc. for the successive blocks of N pulses.
Comme les générateurs aléatoires de fréquence 130a, 130b, 130c sont indépendants, il est très peu probable que les signaux de commande PWMa-c présentent, au même moment, la même fréquence.Since the random frequency generators 130a, 130b, 130c are independent, it is very unlikely that the PWMa-c control signals will have the same frequency at the same time.
En référence à la
En référence à la
Ainsi, à partir de l’instant t0, le générateur aléatoire de fréquence 302 fournit successivement les fréquences F(1), F(2), F(3), F(4), F(5), etc. Pour le signal de commande PWMa, les N premières impulsions sont donc générées à la fréquence F(1), les N suivantes à la fréquence F(2), et ainsi de suite. Pour le signal de commande PWMb, les N premières impulsions sont générées à la fréquence F( 1)+f, les N suivantes à la fréquence F(2)+f, et ainsi de suite. Pour le signal de commande PWMc, les N premières impulsions sont générées à la fréquence F(1)-f, les N suivantes à la fréquence F(2)-f, et ainsi de suite.Thus, from time t0, the random frequency generator 302 successively provides the frequencies F (1) , F (2) , F (3) , F (4) , F (5) , etc. For the control signal PWMa, the first N pulses are therefore generated at the frequency F (1) , the next N at the frequency F (2) , and so on. For the control signal PWMb, the first N pulses are generated at the frequency F ( 1) + f, the next N at the frequency F (2) + f, and so on. For the control signal PWMc, the first N pulses are generated at the frequency F (1) - f, the next N at the frequency F (2) - f, and so on.
De cette manière, il est toujours très peu probable que les signaux de commande PWMa-c présentent, au même moment, la même fréquence.In this way, it is still very unlikely that the PWMa-c control signals will have the same frequency at the same time.
En référence à la
De préférence, les fréquences de l’autre des suites effectives autres que celle égale à la suite de base, la suite effective {Fc} dans l’exemple illustré, soient également obtenues en alternativement ajoutant une fréquence prédéfinie et soustrayant une fréquence prédéfinie de la séquence de base, d’un rang au suivant, mais à l’opposé de la première suite effective {Fb}. Ainsi, les impulsions du signal de commande PWMc restent également en moyenne temporellement alignées avec celles du signal de commande PWMa, tout en ayant des fréquences différentes des signaux de commande PWMa, PWMb.Preferably, the frequencies of the other of the effective sequences other than that equal to the basic sequence, the effective sequence {Fc} in the illustrated example, are also obtained by alternately adding a predefined frequency and subtracting a predefined frequency from the basic sequence, from one rank to the next, but opposite the first effective sequence {Fb}. Thus, the pulses of the control signal PWMc also remain on average temporally aligned with those of the control signal PWMa, while having frequencies different from the control signals PWMa, PWMb.
En référence à la
Ainsi, à partir de l’instant t0, le générateur aléatoire de fréquence 302 fournit successivement les fréquences F(1), F(2), F(3), F(4), F(5), etc. Pour le signal de commande PWMa, les N premières impulsions sont donc générées à la fréquence F(1), les N suivantes à la fréquence F(2), et ainsi de suite. Pour le signal de commande PWMb, les N premières impulsions sont générées à la fréquence F( 1)+f, les N suivantes à la fréquence F(2)-f, et ainsi de suite. Pour le signal de commande PWMc, les N premières impulsions sont générées à la fréquence F( 1)-f, les N suivantes à la fréquence F(2)+f, et ainsi de suite.Thus, from time t0, the random frequency generator 302 successively provides the frequencies F (1) , F (2) , F (3) , F (4) , F (5) , etc. For the control signal PWMa, the first N pulses are therefore generated at the frequency F (1) , the next N at the frequency F (2) , and so on. For the control signal PWMb, the first N pulses are generated at the frequency F ( 1) + f, the next N at the frequency F (2) - f, and so on. For the control signal PWMc, the first N pulses are generated at the frequency F ( 1) - f, the next N at the frequency F (2) + f, and so on.
En référence à la
En référence à la
Ainsi, à partir de l’instant t0, le générateur aléatoire de fréquence 302 fournit successivement les fréquences F(1), F(2), F(3), F(4), F(5), etc. Pour le signal de commande PWMa, le décalage est nul : les N premières impulsions sont donc générées à la fréquence F(1), les N suivantes à la fréquence F(2), et ainsi de suite. Pour le signal de commande PWMb, le décalage est de +1 : les N premières impulsions sont générées à la fréquence F( 2 ), les N suivantes à la fréquence F( 3 ), et ainsi de suite. Pour le signal de commande PWMc, le décalage est de +2 : les N premières impulsions sont générées à la fréquence F( 3 ), les N suivantes à la fréquence F( 4 ), et ainsi de suite.Thus, from time t0, the random frequency generator 302 successively provides the frequencies F (1) , F (2) , F (3) , F (4) , F (5) , etc. For the control signal PWMa, the offset is zero: the first N pulses are therefore generated at the frequency F (1) , the next N at the frequency F (2) , and so on. For the control signal PWMb, the offset is +1: the first N pulses are generated at the frequency F ( 2 ) , the next N at the frequency F ( 3 ) , and so on. For the control signal PWMc, the offset is +2: the first N pulses are generated at the frequency F ( 3 ) , the next N at the frequency F ( 4 ) , and so on.
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En conclusion, il apparaît clairement qu’un dispositif de commande d’un convertisseur à commutation, tel que celui décrit précédemment permet de réduire des pics du spectre fréquentiel de puissance.In conclusion, it appears clearly that a switching converter control device, such as that described previously, makes it possible to reduce peaks in the power frequency spectrum.
On notera par ailleurs que l’invention n’est pas limitée aux modes de réalisation décrits précédemment. Il apparaîtra en effet à l'homme de l'art que diverses modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation décrits ci-dessus, à la lumière de l'enseignement qui vient de lui être divulgué.It will also be noted that the invention is not limited to the embodiments described above. It will indeed appear to those skilled in the art that various modifications can be made to the embodiments described above, in light of the teaching which has just been disclosed to them.
Dans la présentation détaillée de l’invention qui est faite précédemment, les termes utilisés ne doivent pas être interprétés comme limitant l’invention aux modes de réalisation exposés dans la présente description, mais doivent être interprétés pour y inclure tous les équivalents dont la prévision est à la portée de l'homme de l'art en appliquant ses connaissances générales à la mise en œuvre de l'enseignement qui vient de lui être divulgué.In the detailed presentation of the invention given above, the terms used should not be interpreted as limiting the invention to the embodiments set forth in this description, but should be interpreted to include all equivalents the prediction of which is within the reach of those skilled in the art by applying their general knowledge to the implementation of the teaching just disclosed to them.
Claims (11)
- un générateur de signaux (116), conçu pour générer les signaux de commande (PWMa, PWMb, PWMc) à des fréquences respectives reçues ; et
- un dispositif de génération de fréquence (128), conçu pour fournir au générateur de signaux (116) une suite, dite effective, de fréquences aléatoires pour chaque signal de commande (PWMa, PWMb, PWMc), les fréquences de même rang dans les suites effectives étant différentes.
- a signal generator (116), adapted to generate the control signals (PWMa, PWMb, PWMc) at respective received frequencies; and
- a frequency generation device (128), designed to provide the signal generator (116) with a sequence, called effective, of random frequencies for each control signal (PWMa, PWMb, PWMc), the frequencies of the same rank in the effective sequences being different.
- une génération d’une suite, dite effective, de fréquences aléatoires pour chaque signal de commande (PWMa, PWMb, PWMc), les fréquences de même rang dans les suites effectives étant différentes ; et
- une génération des signaux de commande (PWMa, PWMb, PWMc) aux fréquences des suites effectives respectives.
- a generation of a sequence, called effective, of random frequencies for each control signal (PWMa, PWMb, PWMc), the frequencies of the same rank in the effective sequences being different; and
- a generation of the control signals (PWMa, PWMb, PWMc) at the frequencies of the respective effective sequences.
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Patent Citations (3)
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FR3054392A1 (en) * | 2016-07-25 | 2018-01-26 | Valeo Systemes Thermiques | "METHOD OF CONTROLLING A ROTATING ELECTRIC MACHINE USING A RANDOM FREQUENCY PWM SIGNAL" |
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