Eine animierte Sequenz aus 20 1µs-Screenshots veranschaulicht, wie die Pre-Switch-KI aktiv aus dem anfänglichen Start unter unbekannten Bedingungen lernt und anschließend das Timing optimiert und anpasst, das erforderlich ist, um sicherzustellen, dass ein PWM-Eingang einen Stromanstieg erzeugt, der den ersten Teil einer Sinuswellenausgabe simuliert.
Doppelpuls-Testdaten, die mit dem 200-kW-Wechselrichter gewonnen wurden, zeigen, dass die Pre-Switch-Soft-Switching-Plattform, bestehend aus der Pre-Drive™ 3-Controllerplatine mit Pre-Flex™-FPGA und der RPG-Gate-Treiberplatine, die Schaltverluste des Systems um 90 % oder mehr reduziert.
Zu Beginn des ersten Schaltzyklus (0) wertet der Pre-Switch-KI-Controller mehrere Eingänge aus, um den Systemmodus zu bestimmen, und nimmt dann eine sichere, aber nicht optimale Schätzung der für das Soft-Switching erforderlichen Resonanzperiode vor. Während des darauffolgenden Schaltzyklus (1) werden alle KI-Eingänge und die resultierenden Ausgänge aus Schaltzyklus 0 erneut gemessen und präzise analysiert. Eine zweite konservative Resonanzsynchronisationsperiode, ähnlich der aus Schaltzyklus 0, wird erzeugt.
Im Schaltzyklus (2) arbeitet der KI-Algorithmus nun quantitativ zuverlässig und kann die optimierte Resonanzzeit vorhersagen, um ein vollständig reibungsloses Schalten zu gewährleisten und somit die Verluste im gesamten System zu minimieren. Im Schaltzyklus (3) vergleicht die KI die Systemeingaben mit den Ergebnissen vorheriger Schaltzyklen und passt die Resonanzzeit an, um ein optimales reibungsloses Schalten bei steigendem Laststrom zu erzielen. Diese Eingaben und Ausgaben werden zusammen mit den Eingaben des vorherigen Schaltzyklus und den resultierenden Resonanzzeiten gespeichert, um die Systemgenauigkeit und -optimierung zu verbessern.
In den folgenden Zyklen wird die Genauigkeit des reibungslosen Schaltens kontinuierlich optimiert, gespeichert und mit den Sollwerten verglichen, die für ein präzises, erzwungenes, reibungsloses Schalten erforderlich sind. Änderungen der Systemtemperatur, der Eingangsspannung, des Ausgangslaststroms und der Gerätealterung werden im KI-Algorithmus vor dem Schaltvorgang berücksichtigt und optimiert.
Laut Bruce T. Renouard, CEO von Pre-Switch: „Pre-Switch ermöglicht es Kunden, Systeme mit Schaltfrequenzen zu realisieren, die 4- bis 5-mal schneller sind als ihre IGBT-Systeme mit festen Schaltern und 35-mal schneller als ihre SiC- und GaN-Systeme mit festen Schaltern. Die GIF-Animation demonstriert, wie unsere KI im CleanWave200 arbeitet, um 800 V Gleichstrom bidirektional in dreiphasigen Wechselstrom mit Leistungen bis zu 200 kVA, einer Schaltfrequenz von 100 kHz und einem Wirkungsgrad von 99 % umzuwandeln.“
Das CleanWave200-Evaluierungssystem, das Referenzdesign und die Designdateien können bei Pre-Switch bestellt werden.
