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고속 스위칭 전력 변환 장치에 있어서, 전력 반도체인 복수의 스위치를 포함하는 스위치부;상기 전력 변환 장치에 입력되는 물리량 및 출력되는 물리량 중 적어도 하나의 물리량을 측정하는 센서를 포함하는 센서부;제어 지령치와 상기 센서부가 측정한 물리량을 입력 받고, 상기 스위치 제어를 위한 PWM 지령 신호를 출력하는 연산부; 및,상기 연산부로부터 입력 받는 상기 PWM 지령 신호에 기초하여 상기 스위치의 ON/OFF 제어신호인 PWM 신호를 생성하여 상기 스위치부에 전달하는 PWM 신호 생성부;를 포함하고,상기 연산부는,각각 제어 지령치와 상기 센서부가 측정한 물리량을 입력 받고 제어 출력 신호를 생성하며, 순차적으로 동작하는 n개의 CPU를 포함하고,상기 제어 출력 신호에 기초하여 상기 PWM 지령 신호를 산출하는 것을 특징으로 하는, 고속 스위칭 전력 변환 장치
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제1항에 있어서,상기 각각의 CPU가 입력 받은 물리량을 측정한 시점부터, 입력 받은 상기 물리량에 기초하여 상기 제어 출력 신호를 생성하는데 소요되는 시간인 CPU의 최소연산시간인 DT_CPU는,상기 스위치의 스위칭 주기인 T_PWM의 반보다 큰 것을 특징으로 하는, 고속 스위칭 전력 변환 장치
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제1항에 있어서,상기 복수의 스위치 중 적어도 하나는 Wide Band Gap(WBG) 전력 반도체인 것을 특징으로 하는, 고속 스위칭 전력 변환 장치
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제1항에 있어서,상기 n개의 CPU가 교대로 상기 PWM 지령 신호를 산출하는 것을 특징으로 하는, 고속 스위칭 전력 변환 장치
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제4항에 있어서,상기 n개의 CPU 중 어느 한 CPU는, 나머지 CPU들 중 적어도 하나의 제어 출력 신호를 입력 받고, 상기 어느 한 CPU의 제어 출력 신호와 상기 나머지 CPU 중 적어도 하나의 제어 출력 신호를 기초로 상기 PWM 지령 신호를 산출하는 것을 특징으로 하는, 고속 스위칭 전력 변환 장치
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제5항에 있어서,상기 어느 한 CPU는, 하기 수식1에 기초하여,ti 시점에서 상기 어느 한 CPU의 제어 출력 신호와 과거 ti-1 내지 ti-m 시점의 m개의 CPU의 제어 출력 신호에 각각 가중치 K(ti-1) 내지 K(ti-m)를 곱하여 ti 시점의 상기 PWM 지령 신호인 P(ti)를 산출하는 것을 특징으로 하는, 고속 스위칭 전력 변환 장치
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7
제6항에 있어서,상기 m은 전력 변환 장치의 상태에 따라서 가변 되되,전력 변환 장치가 정상상태인 경우에 비해서 과도상태인 경우 m이 더 작은 것을 특징으로 하는, 고속 스위칭 전력 변환 장치
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제7항에 있어서,상기 어느 한 CPU는,상기 제어 지령치의 변화율이 소정의 임계값보다 크거나, 상기 제어 지령치와 해당하는 물리량의 오차인 제어 오차가 소정의 임계값보다 크면, 과도상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는, 고속 스위칭 전력 변환 장치
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제1항에 있어서,상기 연산부는, 상기 n개의 CPU와 연결되고, 공유 정보를 저장하는 메모리;를 더 포함하고,상기 n개의 CPU 중 어느 한 CPU는,상기 메모리에 저장된 상기 공유 정보에 기초하여 제어 출력 신호를 생성하고, 상기 제어 출력 신호에 기초하여 상기 PWM 지령 신호를 산출하는 것을 특징으로 하는, 고속 스위칭 전력 변환 장치
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제9항에 있어서,상기 공유 정보는,상기 제어 지령치와 상기 센서부가 측정한 물리량과의 차이인 제어 오차의 적분값을 포함하는 것을 특징으로 하는, 고속 스위칭 전력 변환 장치
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제10항에 있어서,상기 어느 한 CPU는, 상기 제어 지령치와 해당하는 물리량의 오차인 제어 오차와 상기 공유 정보를 기초로 PI제어 또는 PID제어를 통해 상기 제어 출력 신호를 산출하고,상기 제어 오차를 상기 제어 오차의 적분값에 부가하여 상기 공유 정보를 업데이트하여, 상기 공유 정보를 상기 메모리에 저장하는 것을 특징으로 하는, 고속 스위칭 전력 변환 장치
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제10항에 있어서,상기 어느 한 CPU는,상기 제어 오차의 적분값을 산출하고,상기 산출된 제어 오차의 적분값과 상기 공유 정보와 비교하여, 상기 공유 정보의 유효성을 판단하는 것을 특징으로 하는, 고속 스위칭 전력 변환 장치
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제1항에 있어서,상기 연산부는,상기 n개 CPU의 상태를 모니터링 하는 적어도 하나의 Fail-safe CPU;를 더 포함하고,상기 Fail-safe CPU는,매 연산 주기마다 상기 n개의 CPU 중 어느 한 CPU에 입력되는 신호와 상기 어느 한 CPU의 제어 출력 신호를 입력 받고, 상기 어느 한 CPU에 입력되는 신호에 기초하여 제어 출력 신호를 산출하며, 상기 산출된 제어 출력 신호와 상기 어느 한 CPU의 제어 출력 신호를 비교하여 상기 어느 한 CPU의 상태를 판단하는 것을 특징으로 하는, 고속 스위칭 전력 변환 장치
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제13항에 있어서,상기 Fail-safe CPU는,상기 산출된 제어 출력 신호와 상기 어느 한 CPU의 제어 출력 신호간의 차이가 소정의 경계범위를 범어나면, 상기 어느 한 CPU의 상태가 비정상이라고 판단하고,비정상으로 판단된 어느 한 CPU 이전에 정상으로 판단된 다른 CPU의 제어 출력 신호에 기초한 PWM 지령 신호를 생성하여 상기 PWM 신호 생성부로 전달하는 것을 특징으로 하는, 고속 스위칭 전력 변환 장치
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15
제13항에 있어서,상기 Fail-safe CPU는,상기 어느 한 CPU의 상태가 비정상이라고 판단되는 것이 소정 횟수 이상 반복되면, 더 이상 상기 어느 한 CPU의 상태를 판단하지 않고, 상기 어느 한 CPU를 대신하여 상기 Fail-safe CPU가 제어 출력 신호를 산출하는 것을 특징으로 하는, 고속 스위칭 전력 변환 장치
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