Une séquence animée de 20 captures d'écran de 1 µs illustre comment l'IA Pre-Switch apprend activement du démarrage initial dans des conditions inconnues, puis optimise et ajuste la synchronisation nécessaire pour qu'une entrée PWM génère une rampe de courant simulant la première partie d'une sortie sinusoïdale.
Les données de test à double impulsion obtenues avec l'onduleur de 200 kW démontrent que la plateforme de commutation douce Pre-Switch, composée de la carte contrôleur Pre-Drive™ 3 alimentée par le FPGA Pre-Flex™ et de la carte de commande de grille RPG, réduit les pertes de commutation du système de 90 % ou plus.
Au début du cycle de commutation initial (0), le contrôleur IA Pre-Switch évalue plusieurs entrées pour déterminer le mode du système, puis effectue une estimation prudente, mais non optimale, de la période de résonance requise pour la commutation douce. Lors du cycle de commutation suivant (1), toutes les entrées de l'IA et les sorties résultantes du cycle de commutation 0 sont remesurées et analysées avec précision. Une seconde période de synchronisation résonante conservatrice, similaire au cycle de commutation 0, est émise.
Lors du cycle de commutation 2, l'algorithme d'IA est désormais quantitativement fiable et peut prédire le temps de résonance optimal pour garantir une commutation parfaitement fluide, minimisant ainsi les pertes dans l'ensemble du système. Ensuite, lors du cycle de commutation 3, l'IA compare les entrées du système et les résultats des cycles de commutation précédents, puis ajuste le temps de résonance afin d'optimiser pleinement la commutation fluide avec l'augmentation du courant de charge. Ces entrées et sorties sont enregistrées, ainsi que les entrées du cycle de commutation précédent et les temps de résonance obtenus, afin d'améliorer la précision et l'optimisation du système.
Lors des cycles suivants, la précision de la commutation fluide continue d'être optimisée, enregistrée et comparée aux résultats souhaités, nécessaires au maintien d'une commutation fluide par résonance forcée précise. Les variations de température du système, de tension d'entrée, de courant de charge de sortie et la dégradation des composants sont prises en compte et optimisées par l'algorithme d'IA de pré-commutation.
Selon Bruce T. Renouard, PDG de Pre-Switch : « Pre-Switch permet à ses clients de concevoir des systèmes dont les fréquences de commutation sont 4 à 5 fois supérieures à celles de leurs systèmes IGBT à commutation fixe et 35 fois supérieures à celles de leurs systèmes SiC et GaN à commutation fixe. L’animation GIF illustre le fonctionnement de notre IA au sein du CleanWave200 pour convertir de manière bidirectionnelle une tension continue de 800 V CC en courant alternatif triphasé, avec des niveaux de puissance allant jusqu’à 200 kVA, une fréquence de commutation de 100 kHz et un rendement de 99 %. »
Le système d’évaluation CleanWave200, la conception de référence et les fichiers de conception sont disponibles auprès de Pre-Switch.
