JP2015515242A - プログラマブルゲートコントローラシステムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、参照により本明細書に組み込まれている、2012年2月17日に出願した米国特許第13/385403号の利益および優先権を米国特許法第119条、120条、363条、365条ならびに米国特許法施行規則1.55および1.78に基づいて主張するものである。
ントローラから命令および同期化情報を受け取り、測定および状態情報を通信で戻す。スイッチ事象マネージャ154は、入力制御メッセージを構文解析し、スイッチ事象テーブルに格納されるスイッチ事象を生成する。スイッチ事象は、スイッチターンオンおよびターンオフ事象のタイミングおよびパラメータを定義する。最後に、スイッチコントローラ156が、過電流または短絡およびシュートスルー状態などの障害がないか各スイッチの状態を連続的に監視する。スイッチが適正に機能していることが確認されると、スイッチコントローラ156は、新たなスイッチング事象がないか事象テーブルに問い合わせる。新たなスイッチング事象が作動した場合、スイッチコントローラ156は、スイッチ事象と共に提供されるスイッチングパラメータに基づいて開ループまたは閉ループの方法で遷移を実施する。スイッチングの後、図8のステップ200に示すように測定データに基づいて、スイッチモデルが更新される。このモデルは、次のスイッチング事象の制御を促進するためにおよび主制御に診断データを提供するために使用することができる。障害がスイッチについて検知された場合、スイッチコントローラ156が、障害状態が解消するまでスイッチを安全に無効にし、それ以降のいかなるスイッチングも妨げる。
24b、24c、26b 電力スイッチ
48a 中央コントローラ
90 分散型プログラマブルゲートコントローラシステム
90a プログラマブルゲートコントローラシステム
92、92a、92b、92c、92d、92e、94、96 プログラマブルゲートコントローラ
98 単一の絶縁デバイス
100 シリアル通信リンク
102、104、106 回線
110 統合プログラマブルゲートコントローラ
120、120b プログラマブルデバイス
122、122b、122c 増幅器
124 制御
120c 調整器
126 フィードバック接続
130 回線
132 電力供給電圧
134 レッグ電流
136 レッグ電圧
138 スイッチ電流
140 スイッチ電圧
142 スイッチ温度
144 ゲート電圧
146 ゲート電流
210 Vge(t)プロファイル
Claims (26)
- 中央コントローラに接続するように適合された少なくとも1つのプログラマブルゲートコントローラと、
前記プログラマブルゲートコントローラに相互接続され、および前記プログラマブルゲートコントローラによって制御可能な少なくとも1つの電力スイッチとを備えるプログラマブルゲートコントローラシステムであって、
前記プログラマブルゲートコントローラが、前記電力スイッチを駆動するための増幅器と、前記増幅器を動作させるためのプログラマブルデバイスとを含み、
前記プログラマブルゲートコントローラが、前記電力スイッチにおける局在状態を感知するセンサに応答して、前記電力スイッチの1つまたは複数の潜在的故障モードを予測する命令を生成するように構成される、プログラマブルゲートコントローラシステム。 - 前記プログラマブルゲートコントローラと前記中央コントローラとの間の通信リンクを含む、請求項1に記載のプログラマブルゲートコントローラシステム。
- 前記リンクが双方向である、請求項2に記載のプログラマブルゲートコントローラシステム。
- 前記リンクが絶縁デバイスを含む、請求項2に記載のプログラマブルゲートコントローラシステム。
- 前記通信リンクがSPIに従う、請求項2に記載のプログラマブルゲートコントローラシステム。
- 前記通信リンクがCANに従う、請求項2に記載のプログラマブルゲートコントローラシステム。
- 前記電力スイッチがFETを含む、請求項2に記載のプログラマブルゲートコントローラシステム。
- 前記電力スイッチがIGBTを含む、請求項2に記載のプログラマブルゲートコントローラシステム。
- 前記電力スイッチにおける局在状態を感知するための少なくとも1つのセンサを含む、請求項1に記載のプログラマブルゲートコントローラシステム。
- 前記プログラマブルデバイスが、前記センサに応答して、前記電力スイッチのスイッチング速度および/またはオン/オフ比を変える命令を生成するように構成される、請求項9に記載のプログラマブルゲートコントローラシステム。
- 前記プログラマブルデバイスが、前記センサに応答して、前記電力スイッチに局在する状態の傾向を追跡する命令を生成するように構成される、請求項9に記載のプログラマブルゲートコントローラシステム。
- 前記プログラマブルデバイスが、前記センサに応答して、前記電力スイッチの潜在的故障モードを予測し検知する命令を生成するように構成される、請求項9に記載のプログラマブルゲートコントローラシステム。
- 前記通信リンクが、前記中央コントローラから前記プログラマブルゲートコントローラにおよび前記プログラマブルゲートコントローラから前記中央コントローラに、スイッチ制御命令およびパラメータを搬送する、請求項2に記載のプログラマブルゲートコントローラシステム。
- 前記増幅器および前記プログラマブルデバイスが、同じチップ上にある、請求項1に記載のプログラマブルゲートコントローラシステム。
- 前記電力スイッチがIGBTを含む、請求項2に記載のプログラマブルゲートコントローラシステム。
- 前記電力スイッチがFETを含む、請求項2に記載のプログラマブルゲートコントローラシステム。
- 関連する電力スイッチの近傍のおよび中央コントローラから遠隔のプログラマブルゲートコントローラシステムを用いて電力スイッチを制御する方法であって、
前記関連する電力スイッチに局在する少なくとも1つの所定の状態を感知するステップと、
前記感知した状態を遠隔のプログラマブルゲートコントローラシステムに報告するステップと、
前記感知した状態に応答して、前記電力スイッチの1つまたは複数の潜在的故障モードを予測するように構成された前記遠隔のプログラマブルゲートコントローラシステムにおいて、少なくとも1つの制御信号を発生するステップと、
前記制御信号を前記関連する電力スイッチに加えるステップとを含む方法。 - 前記遠隔のプログラマブルゲートコントローラシステムと前記中央コントローラとの間で通信するステップをさらに含む、請求項17に記載の方法。
- 前記通信が双方向である、請求項18に記載の方法。
- 前記通信が高速シリアルバスを介する、請求項18に記載の方法。
- 前記通信が絶縁デバイスを通る、請求項18に記載の方法。
- 前記通信が、前記中央コントローラから前記プログラマブルゲートコントローラシステムへの高分解能のセットポイントの送達を含む、請求項17に記載の方法。
- 制御信号を発生するステップがスイッチを含む、請求項17に記載の方法。
- 制御信号を発生するステップが、関連する電力スイッチに局在する状態の傾向を追跡する自己学習アルゴリズムを適用するステップを含む、請求項17に記載の方法。
- 前記関連する電力スイッチの潜在的故障モードを予測し検知する診断アルゴリズムを適用するステップをさらに含む、請求項17に記載の方法。
- 通信するステップが、前記中央コントローラから前記プログラマブルゲートコントローラにおよび前記プログラマブルゲートコントローラから前記中央コントローラにスイッチ制御命令およびパラメータを搬送するステップを含む、請求項17に記載の方法。
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