Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｌｅａｓｔ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ＰＷＭ ｂａｓｅｄ ｏｎ
ｓａｗｔｏｏｔｈ ｃａｒｒｉｅｒ ｗａｖｅ
ＣＨＥＮ Ｇｕｏ⁃ｃｈｅｎｇ^１，２， ＣＡＩ Ｌｉ⁃ｑｉｎｇ^１， ＺＨＯＵ Ｑｉｎ⁃ｌｉ^１， ＧＵ Ｈｏｎｇ⁃ｂｉｎｇ^１， ＬＥＩ Ｄｉａｎ^１，２
（１． Ｇｉａｎｔ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ． Ｌｔｄ． ， Ｃｈａｎｇｚｈｏｕ ２００１２２， Ｃｈｉｎａ；
２． Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ， Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００７２， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｏｕｔｐｕｔ ｌｉｎｅ ｖｏｌｔａｇｅ ｗａｖｅｆｏｒｍ ｏｆ ｌｅａｓｔ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ， ａｎｄ ｉｎ ｓｏｍｅ ｃａｓｅｓ，
ｓｏｆｔ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｔｈｒｅｅ⁃ｐｈａｓｅ ＰＷＭ ｉｎｖｅｒｔｅｒｓ ａｒｅ ｒｅｑｕｉｒｅｄ， ｕｓｉｎｇ ｄｏｕｂｌｅ Ｆｏｕｒｉｅｒ ｓｅｒｉｅｓ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｒｅｓｏｌｖｅ ｔｈｅ
ＰＷＭ ｓｐｅｃｔｒｕｍ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｌｅａｓｔ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｓａｗｔｏｏｔｈ ｗａｖｅ ｃａｒｒｉｅｒ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ
ｔｈａｔ ａｌｔｈｏｕｇｈ ｉｔ ｉｓ ａｎ ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｗａｖｅ， ａｎｄ ｃｏｎｔａｉｎｓ ａ ＤＣ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ， ｂｕｔ ｉｔｓ ｅｓｓｅｎｃｅ ｉｓ ｓｕｐｅｒｉｍｐｏｓｉｎｇ
ｚｅｒｏ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｈａｒｍｏｎｉｃ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ａｎｄ ａ ＤＣ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｏｎ ａ ｓｉｎｅ ｗａｖｅ． Ｔｈｅｓｅ ｚｅｒｏ⁃ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｈａｒｍｏｎｉｃｓ ａｎｄ ＤＣ
ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｃａｎｃｅｌ ｅａｃｈ ｏｔｈｅｒ ｏｕｔ ｉｎ ａ ｔｈｒｅｅ⁃ｐｈａｓｅ ｉｎｖｅｒｔｅｒ， ａｎｄ ｔｈｅ ｏｕｔｐｕｔ ｌｉｎｅ ｖｏｌｔａｇｅ ｉｓ ｓｔｉｌｌ ａ ｓｉｎｅ ｗａｖｅ． Ｏｗｉｎｇ
ｔｏ ｔｈｅ ｄｉｓｔｏｒｔｅｄ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｗａｖｅ， ｔｈｅ ＤＣ ｂｕｓ ｖｏｌｔａｇｅ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｃａｎ ｂｅ ｉｍｐｒｏｖｅｄ， ａｎｄ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ
ｈａｒｍｏｎｉｃ ａｍｐｌｉｔｕｄｅｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｐｏｓｉｔｉｖｅ ａｎｄ ｎｅｇａｔｉｖｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｉｓ ｓｍａｌｌｅｒ， ｍｏｒｅｏｖｅｒ， ｉｔ ｃａｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｒｅｄｕｃｅ ｈａｒ⁃
ｍｏｎｉｃ ｌｏｓｓｅｓ， ｉｍｐｒｏｖｅ ｗａｖｅｆｏｒｍ ｑｕａｌｉｔｙ， ａｎｄ ｓｕｐｐｒｅｓｓ ｈａｒｍｏｎｉｃｓ ｔｏｒｑｕｅ ｒｉｐｐｌｅｓ． Ａｆｔｅｒ ｃｏｍｐａｒｉｎｇ ｔｈｅ ｍｉｎｉｍｕｍ
ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ＳＡＰＷＭ， ｉｔ ｍａｙ ｂｅ ｎｏｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍｉｎｉｍｕｍ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ
ｃａｎ ｏｎｌｙ ｕｓｅ ｕｎｉｐｏｌａｒ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ， ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｓ ｏｎｌｙ ｈａｌｆ ｏｆ ｔｈｅ ｌａｔｔｅｒ， ｓｏ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｗａｖｅ⁃
ｆｏｒｍ ｑｕａｌｉｔｙ ｉｓ ｎｏｔ ａｓ ｇｏｏｄ ａｓ ｌａｔｔｅｒ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｌｅａｓｔ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｗａｖｅ； ｓａｗｔｏｏｔｈ ｃａｒｒｉｅｒ ｗａｖｅ； ｄｏｕｂｌｅ Ｆｏｕｒｉｅｒ ｓｅｒｉｅｓ； ｓｐｅｃｔｒｕｍ； ｈａｒｍｏｎｉｃ

Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｎｏｖｅｌ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｏｆ ＳＶＰＷＭ ｓｔｒａｔｅｇｙ
ｕｓｅｄ ｉｎ ｔｈｒｅｅ⁃ｌｅｖｅｌ ＮＰＣ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ
ＬＩ Ｎｉｎｇ^１，２， ＷＡＮＧ Ｙｕｅ^２， ＷＡＮＧ Ｚｈａｏ⁃ａｎ^２， ＺＨＡＮＧ Ｈｕｉ^１
（１． Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｘｉ’ａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｘｉ’ａｎ ７１００４８， Ｃｈｉｎａ；
２． Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｘｉ’ａｎ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｘｉ’ａｎ ７１００４９， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ａ ｎｏｖｅｌ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｏｆ ｔｈｒｅｅ⁃ｌｅｖｅｌ ＳＶＰＷＭ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｕｓｅｄ ｉｎ ｔｈｒｅｅ⁃ｌｅｖｅｌ ＮＰＣ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｉｓ ｐｒｏ⁃
ｐｏｓｅｄ ｔｏ ｓｉｍｐｌｉｆｙ ｔｈｅ ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｔｈｒｅｅ⁃ｌｅｖｅｌ ＳＶＰＷＭ ｓｔｒａｔｅｇｙ． Ｔｈｅ ｎｏｖｅｌ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ
ｉｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅｓ ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ ｔｉｍｅｓ ｉｎ ｔｈｒｅｅ⁃ｌｅｖｅｌ ＳＶＰＷＭ ａｎｄ ＳＰＷＭ ｓｔｒａｔｅｇｙ． Ｔｈｅ ｎｏ⁃
ｖｅｌ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｄｏｅｓ ｎｏｔ ｎｅｅｄ ｔｒｉｇｏｎｏｍｅｔｒｉｃ ｆｕｎｃｔｉｏｎ， ｉｒｒａｔｉｏｎａｌ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｍｐｌｅｘ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ ｔｒａｎｓｆｏｒ⁃
ｍａｔｉｏｎ． Ｔｈｅ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｉｓ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｉｓ ｖｅｒｙ ｓｉｍｐｌｅ ａｎｄ ｉｔ ｄｅｃｒｅａｓｅｓ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｅｒｒｏｒ ｗｈｉｃｈ ｍａｋｅｓ ｔｈｅ ｆｕｎ⁃
ｄａｍｅｎｔａｌ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｏｕｔｐｕｔ ｗａｖｅｆｏｒｍｓ ｃｌｏｓｅｒ ｔｏ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｖａｌｕｅ． Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ
ｔｈａｔ ｔｈｅ ｎｏｖｅｌ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｈａｓ ａ ｂｅｔｔｅｒ ＤＣ ｖｏｌｔａｇｅ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ＴＨＤ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｏｕｔｐｕｔ ｗａｖｅｆｏｒｍｓ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｔｈｒｅｅ⁃ｌｅｖｅｌ ＮＰＣ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ； ＳＶＰＷＭ ｓｔｒａｔｅｇｙ； ＳＰＷＭ ｓｔｒａｔｅｇｙ； ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ ｔｉｍｅ； ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ

Ｎｅｗ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｏｆ ｂｒｉｄｇｅｌｅｓｓ ＰＦＣ
ＷＡＮＧ Ｃｈａｎｇ^１， ＷＡＮＧ Ｃｏｎｇ^１， ＷＡＮＧ Ｋｅ⁃ｆｅｎｇ^１， ＣＨＥＮＧ Ｈｏｎｇ^１， ＹＡＮＧ Ｌｉａｎｇ^２
（１． Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ＆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
ｏｆ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ （Ｂｅｉｊｉｎｇ）， Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８３， Ｃｈｉｎａ； ２． Ｃｈｉｎａ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ
Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１９２， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ａ ｎｅｗ ｈｉｇｈ ｐｏｗｅｒ ｆａｃｔｏｒ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｉｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｉｍ ｏｆ ａｖｏｉｄｉｎｇ ｔｈｅ ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ
ｉｎｐｕｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ｏｆ ｂｒｉｄｇｅｌｅｓｓ ＰＦＣ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｉｎｐｕｔ ｖｏｌｔａｇｅ ｉｓ ｃｒｏｓｓｉｎｇ ｚｅｒｏ ｌｉｎｅ ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｂｏｏｓｔ ｉｎｄｕｃｔｏｒ ｏｎ ｔｈｅ ＡＣ ｓｉｄｅ
ｏｆ ｔｈｅ ｇｒｉｄ． Ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｎｅｗ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｉｎｐｕｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ ｉｓ ａｖｏｉｄｅｄ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｐｏｗｅｒ ｆａｃｔｏｒ ｉｓ ａｃｈｉｅｖｅｄ．
Ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ ａｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ． Ｔｈｅ ｉｎｐｕｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ＴＨＤ ａｎｄ ＰＦ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｓ ａｒｅ ｄｅｒｉｖｅｄ． Ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍ⁃
ａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｎｏｖｅｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｉｓ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ａｎｄ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｂｒｉｄｇｅｌｅｓｓ ＰＦＣ； ｃｏｎｔｒｏｌ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ； ＴＨＤ

Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｏｆｆ⁃ｇｒｉｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｏｆ ｍｉｃｒｏ⁃ｇｒｉｄ
ｂａｓｅｄ ｏｎ ｃｕｒｒｅｎｔ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ
ＷＡＮＧ Ｘｉａｏ⁃ｈｕａｎ， ＺＨＡＮＧ Ｃｈｕｎ⁃ｊｉａｎｇ， ＣＡＯ Ｌｕ
（Ｋｅｙ Ｌａｂ ｏｆ Ｐｏｗｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ｆｏｒ Ｅｎｅｒｇｙ Ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍｏｔｏｒ Ｄｒｉｖｅ ｏｆ Ｈｅｂｅｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，
Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｙａｎｓｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｑｉｎｈｕａｎｇｄａｏ ０６６００４， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｓｍｏｏｔｈ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｉｓ ｒｅｑｕｉｒｅｄ ｉｎ ｍｉｃｒｏ⁃ｇｒｉｄ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＩＥＥＥ１５４７􀆰 ４． Ｕｎｄｅｒ ａｃｔｕａｌ
ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ， ｔｈｅ ｎｏｎ⁃ｉｄｅａｌ ｆａｃｔｏｒｓ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｔｈｅ ｐｒｅｃｉｓｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｒｕｎｎｉｎｇ． Ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｃｕｒｒｅｎｔｌｙ
ｔｈｅ ｓｔａｔｉｃ ｓｗｉｔｃｈ （Ｔｒｉａｃ） ｉｓ ｃｏｍｍｏｎｌｙ ｕｓｅｄ ｉｎ ｇｒｉｄ ｓｙｓｔｅｍ ａｓ ｔｈｅ ｇｒｉｄ⁃ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｓｗｉｔｃｈ， ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｕｎａｂｌｅ ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ
ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ⁃ｐｈａｓｅ ｇｒｉｄ⁃ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｔｏ ｂｅ ｏｆｆ ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙ， ｃａｕｓｉｎｇ ｌａｒｇｅ ｖｏｌｔａｇｅ ａｎｄ ｃｕｒｒｅｎｔ ｉｍｐａｃｔ ｏｎ ｔｈｅ
ｓｙｓｔｅｍ， ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ ｔｈｅ ｓｔａｂｌｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ａｆｆｅｃｔｅｄ ｓｅｒｉｏｕｓｌｙ ａｎｄ ｅｖｅｎ ｃａｕｓｉｎｇ ｏｆｆ⁃ｇｒｉｄ ｍｏｄｅ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ
ｔｏ ｂｅ ｆａｉｌｅｄ． Ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｄｅｌａｙ ｏｆ ｔｈｅ ｇｒｉｄ⁃ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｓｗｉｔｃｈ ｉｎ ｔｈｅ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ， ｂｙ ａ⁃
ｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｖｏｌｔａｇｅ ａｎｄ ｃｕｒｒｅｎｔ ｉｍｐａｃｔ， ａ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｏｆ ｏｆｆ⁃ｇｒｉｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｃｕｒｒｅｎｔ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ
ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ． Ｄｅｔａｉｌｅｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ａｆｆｅｃｔ ｏｎ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｂａｓｉｓ ａｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ． Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
ａｎｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｖｅｒｉｆｙ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓ ａｎｄ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｍｅｔｈｏｄ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｍｉｃｒｏ⁃ｇｒｉｄ； ｏｆｆ⁃ｇｒｉｄ； ｔｈｒｅｅ⁃ｐｈａｓｅ ｉｎｖｅｒｔｅｒ； ｍｏｄｅ ｔｒａｎｓｆｅｒ； ｃｕｒｒｅｎｔ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ

Ｄａｙ⁃ａｈｅａｄ ｄｉｓｐａｔｃｈｉｎｇ ｆｏｒ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｓｙｓｔｅｍ
ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｄｅｍａｎｄ ｒｅｓｐｏｎｓｅ
ＹＡＮＧ Ｌｉ⁃ｊｕｎ， ＬＩ Ｊｉａｎ⁃ｑｉａｎｇ， ＬＩ Ｘｕｅ⁃ｐｉｎｇ， ＹＡＮ Ｐｅｎｇ⁃ｄａ
（Ｋｅｙ Ｌａｂ ｏｆ Ｐｏｗｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ｆｏｒ Ｅｎｅｒｇｙ Ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｍｏｔｏｒ Ｄｒｉｖｅ ｏｆ Ｈｅｂｅｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，
Ｙａｎｓｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｑｉｎｈｕａｎｇｄａｏ ０６６００４， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ ｐｏｓｅｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ａｎｄ ｃｈａｌｌｅｎｇｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｉｓｐａｔｃｈ ｏｆ ｅｌｅｃ⁃
ｔｒｉｃ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍｓ． Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ， ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｕｓｅｓ ｄｅｍａｎｄ ｒｅｓｐｏｎｓｅ （ＤＲ） ｔｏ ｕｔｉｌｉｚｅ ｔｈｅ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｏｆ ｄｅｍａｎｄ ｓｉｄｅ ａｓ ａｎ
ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ． Ｆｉｒｓｔｌｙ， ｔｗｏ ｆｏｒｍｓ ｏｆ ｄｅｍａｎｄ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｍｏｄｅｌ ａｒｅ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ． Ｓｅｃｏｎｄｌｙ， ｔｈｅ ＤＲ ｃａｎ
ｐａｒｔｉｃｉｐａｔｅ ｉｎ ｕｎｉｔ ｃｏｍｍｉｔｍｅｎｔ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ， ａ ｔｗｏ⁃ｓｔａｇｅ ｓｔｏｃｈａｓｔｉｃ ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ ｉｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ， ａｎｄ
ａ ｓｃｅｎａｒｉｏ ｂａｓｅｄ ｓｕｐｐｌｙ⁃ｄｅｍａｎｄ ｓｔｏｃｈａｓｔｉｃ ｄｉｓｐａｔｃｈｉｎｇ ｆｏｒ ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎｃｌｕｄｅｓ ｐｒｉｃｅ⁃ｆｉｘｉｎｇ ｉｓ ｆｏｒ⁃
ｍｕｌａｔｅｄ． Ｆｉｎａｌｌｙ， ａ ｔｏｏｌ ｃｏｍｂｉｎｅｓ ｐｒｉｏｒｉｔｙ ｌｉｓｔ ｍｅｔｈｏｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ Ｂａｃｔｅｒｉａｌ Ｃｏｌｏｎｙ Ｃｈｅｍｏｔａｘｉｓ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｉｓ ｅｍ⁃
ｐｌｏｙｅｄ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｉｓ ｐｒｏｂｌｅｍ． Ｃａｓｅ ｓｔｕｄｉｅｓ ａｒｅ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｏｎ ａ ｓｙｓｔｅｍ ｗｈｉｃｈ ｃｏｎｓｉｓｔｓ ６ ｔｈｅｒｍａｌ ｇｅｎｅｒａｔｏｒｓ ａｎｄ ａ
ｌａｒｇｅ ｗｉｎｄ ｆａｒｍ． Ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅ ｔｈｅ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｍｏｄｅｌ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｓｃｅｎａｒｉｏ ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ； ｔｗｏ⁃ｓｔａｇｅ ｓｔｏｃｈａｓｔｉｃ ｍｏｄｅｌ； ｄｅｍａｎｄ ｒｅｓｐｏｎｓｅ； Ｂａｃｔｅｒｉａｌ Ｃｏｌｏｎｙ Ｃｈｅｍｏｔａｘｉｓ ｏｐｔｉ⁃
ｍｉｚａｔｉｏｎ； ｐｒｉｏｒｉｔｙ ｌｉｓｔ ｍｅｔｈｏｄ

Ｍｏｄｅｌｉｎｇ ａｎｄ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ＶＳＣ ｉｎ ＤＣＩＰＣ ｗｉｔｈ ｖｏｌｔａｇｅ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ
ＬＩ Ｊｕａｎ^１， ＹＡＮ Ｙｕ⁃ｘｉｎ^１， ＮＩＥ Ｐｅｎｇ^１， ＨＵＡＮＧ Ｘｉ⁃ｗａｎｇ^１， ＷＵ Ｑｉ^２
（１． Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ｄｉａｎｌｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｊｉｌｉｎ １３２０１２， Ｃｈｉｎａ；
２． Ｓｔａｔｅ Ｇｒｉｄ Ｔｉａｎｊｉｎ Ｃｈｅｎｇｘｉ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ， Ｔｉａｎｊｉｎ ３００１１０， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｔｈｅ ｉｓｓｕｅｓ ｏｆ ｓｔａｔｉｃ ｐｈａｓｅ ｓｈｉｆｔ ａｎｄ ｐｏｗｅｒ ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ＩＰＣ， ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ
ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｖｏｌｔａｇｅ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｉｎｔｅｒｐｈａｓｅ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ， ｔｈｅ ｖｏｌｔａｇｅ ｓｏｕｒｃｅ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｉｓ ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ Ｉｎｔｅｒ⁃
ｐｈａｓｅ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｗｉｔｈ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ． Ｄｙｎａｍｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｉｎｔｅｒｐｈａｓｅ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｉｓ ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｅｄ ｗｈｅｒｅ
ｔｈｅ ｐｈａｓｅ ｓｈｉｆｔ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｉｓ ｒｅｐｌａｃｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｖｏｌｔａｇｅ ｓｏｕｒｃｅ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ． ＤＣＩＰＣ ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ ｉｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ
ｕｎｄｅｒ ｄｑ０ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓ． Ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｏｄｅ ｏｆ ｔｈｅ ｖｏｌｔａｇｅ ｓｏｕｒｃｅ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｉｓ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｄ． Ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ
ｔｉｍｅ， ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｉｎｄｉｒｅｃｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ＰＷＭ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ Ｍ ａｎｄ ｐｈａｓｅ ａｎｇｌｅ δ， ｔｈｅ ｉｎ⁃
ｊｅｃｔｉｏｎ ｖｏｌｔａｇｅ ｏｆ ｖｏｌｔａｇｅ ｓｏｕｒｃｅ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｉｓ ｃｈａｎｇｅｄ ｓｍｏｏｔｈｌｙ ａｎｄ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ， ｔｈｕｓ ｐｏｗｅｒ ａｎｄ ｖｏｌｔａｇｅ ｏｎ ｔｈｅ ｌｉｎｅ
ｗｉｔｈ ＩＰＣ ａｒｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ． Ａｓ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇ ｔｗｏ ｍａｃｈｉｎｅ ｂｙ ＤＣＩＰＣ ｉｎ ｌｉｎｅ， ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｐｏｗ⁃
ｅｒ ａｎｄ ＡＣ ｖｏｌｔａｇｅ ｏｎ ｔｈｅ ｌｉｎｅ ｉｓ ｖｅｒｉｆｉｅｄ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｉｎｔｅｒｐｈａｓｅ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ； ｖｏｌｔａｇｅ ｓｏｕｒｃｅ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ； ｐｈａｓｅ ｓｈｉｆｔｉｎｇ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ； ｉｎｄｉｒｅｃｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ｃｏｎ⁃
ｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ

Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄ ｆｏｒ ｅｘｔｒａ⁃ｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ （ＥＨＶ） ａｕｔｏｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄ ｃｉｒｃｕｉｔ ｃｏｕｐｌｅｄ ｍｏｄｅｌ
ＹＡＮ Ｘｉｕ⁃ｋｅ， ＷＡＮＧ Ｚｈｅｎ⁃ｑｉｎ， ＹＵ Ｘｉａｎｇ⁃ｄｏｎｇ， ＺＨＡＮＧ Ｙａｎ⁃ｌｉ， ＢＡＩ Ｂａｏ⁃ｄｏｎｇ， ＸＩＥ Ｄｅ⁃ｘｉｎ
（Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｍｏｄｅｒｎ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ Ｃｏｍｍｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，
Ｓｈｅｎｙａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｓｈｅｎｙａｎｇ １１０８７０， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｅｘｔｒａ⁃ｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ｍｏｒｅ ａｎｄ ｍｏｒｅ ｈｉｇｈ⁃ｖｏｌｔａｇｅ ａｎｄ
ｌａｒｇｅ⁃ｃａｐａｃｉｔｙ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｕｓｅｄ ｉｎ ｐｏｗｅｒ ｇｒｉｄ． Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｃｏｓｔ， ｍｏｒｅ ａｕｔｏｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｓ ａｒｅ
ｕｓｅｄ． Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ， ｔｈｅ ｐｒｉｍａｒｙ ａｎｄ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｓｉｄｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｕｔｏｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｓ ｈａｖｅ ｎｏｔ ｏｎｌｙ
ｔｈｅ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｏｆ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄ ｂｕｔ ａｌｓｏ ｔｈｅ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｉｒｃｕｉｔ． Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒｓ ｓｔｉｌｌ ｕｓｅ ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ
ｅｍｐｉｒｉｃａｌ ｆｏｒｍｕｌａ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ， ｌａｒｇｅ⁃ｃａｐａｃｉｔｙ ａｕｔｏｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｓ． Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，
ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ａｕｔｏｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ， ｔｈｅ ｆｉｅｌｄ⁃ｃｉｒｃｕｉｔ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ
ｆｏｒ ｔｈｅ ａｕｔｏｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｉｓ ｄｅｒｉｖｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ＦＥ ｐｒｏｇｒａｍ ｉｓ ｍａｄｅ． Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ， ａ ５００ｋＶ ＥＨＶ ａｕｔｏｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｉｓ
ｔａｋｅｎ ａｓ ｔｈｅ ｅｘａｍｐｌｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｗｉｎｄｉｎｇ ｃｕｒｒｅｎｔ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄ ｓｉｄｅ ｓｈｏｒｔ⁃ｃｉｒｃｕｉｔｅｄ
ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ＦＥ ｐｒｏｇｒａｍ ｉｎ Ｆｏｒｔｒａｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｔｏ ｖｅｒｉｆｙ ｔｈｅ ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏ⁃
ｐｏｓｅｄ ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ａｕｔｏｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ； ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄｓ； ｆｉｅｌｄ⁃ｃｉｒｃｕｉｔ ｃｏｕｐｌｉｎｇ； ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ

Ｒｅｖｉｅｗ ｏｆ ｆａｕｌｔ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｐｏｗｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓ
ＷＵ Ｊｕａｎ， ＳＨＥＮ Ｙａｎ⁃ｘｉａ
（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ， Ｊｉａｎｇｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｗｕｘｉ ２１４１２２， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｒａｐｉｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ｉｎ
ｖａｒｉｏｕｓ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｐｌａｃｅｓ， ｓｕｃｈ ａｓ ｉｎ ｔｈｅ ｇｒｉｄ， ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｏ ｏｎ． Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ， ｔｈｅ ｓａｆｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｏｗ⁃
ｅｒ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓ ｈａｓ ａｔｔｒａｃｔｅｄ ｗｉｄｅ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ ｏｆ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｒｓ． Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｒｅｓｅｎｔｓ ａ ｓｕｒｖｅｙ ｏｎ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｆａｕｌｔ
ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ａｎｄ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓ ａｎｄ ｆｏｃｕｓｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｏｐｅｎ⁃ｃｉｒｃｕｉｔ ｆａｕｌｔ， ａｎｄ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｆａｕｌｔ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ
ｍｅｔｈｏｄｓ ａｒｅ ｃａｔｅｇｏｒｉｚｅｄ ａｎｄ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ． Ｗｉｔｈ ｓｐｅｃｉａｌ ｆｏｃｕｓ ｏｎ ｔｈｏｓｅ ｕｓｅｄ ｉｎ ｔｈｒｅｅ⁃ｐｈａｓｅ ｐｏｗｅｒ ｉｎｖｅｒｔｅｒｓ， ｔｈｅｓｅ
ｍｅｔｈｏｄｓ ａｒｅ ｃｌａｓｓｉｆｉｅｄ ｉｎｔｏ ｔｈｒｅｅ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ⁃ｂａｓｅｄ ｏｎ ａｎａｌｙｔｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ， ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ ａｎｄ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅ⁃
ｌｙ． Ａｆｔｅｒ ｓｏｍｅ ｂａｓｉｃ ｃｏｎｃｅｐｔｓ ａｎｄ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ ｅａｃｈ ｆａｕｌｔ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ， ｆａｕｌｔ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄｓ
ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｓｙｓｔｅｍ ａｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ ａｎｄ ｓｕｒｖｅｙｅｄ ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｓ ｏｆ ａｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙ， ｃｏｍ⁃
ｐｌｅｘｉｔｙ ｏｆ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ， ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ ｔｉｍｅ ａｎｄ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ． Ａｎｄ ｔｈｅｎ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓ ａｎｄ ｔｒｅｎｄｓ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｆａｕｌｔ ｄｉａｇｎｏ⁃
ｓｉｓ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓ ａｒｅ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓ； ｆａｕｌｔ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ； ａｎａｌｙｔｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ； ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ； ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ

Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｌｏｃａｔｉｎｇ ｓｉｎｇｌｅ⁃ｐｏｌｅ⁃ｔｏ⁃ｇｒｏｕｎｄ ｆａｕｌｔ ｉｎ ＤＣ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ
ＸＵ Ｍｉｎｇ⁃ｍｉｎｇ^{１，２，３}， ＸＩＡＯ Ｌｉ⁃ｙｅ^１，２， ＬＩＮ Ｌｉａｎｇ⁃ｚｈｅｎ^１，２
（１． Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ， Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１９０， Ｃｈｉｎａ；
２． Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１９０， Ｃｈｉｎａ；
３． Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００４９， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｐｒｅｓｅｎｔｓ ａ ｐｒｏｐｏｓａｌ ｔｏ ｇｒｏｕｎｄ ｔｈｅ ｄｃ ｓｉｄｅ ｏｆ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｍｉｄｐｏｉｎｔ ｏｆ ｃｌａｍｐｉｎｇ ｒｅｓｉｓ⁃
ｔｏｒｓ ａｎｄ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｉｔｓ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ． Ｂｙ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｉｎｇ ｔｈｅ ｆａｕｌｔ ｍｏｄｅｌ， ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｆａｕｌｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ，
ｗｈｉｃｈ ｉｍｐｌｙ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｆａｕｌｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ｉｓ ｆｏｒｍｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｓｔｒａｙ ｃａｐａｃｉｔｏｒ ｃｕｒｒｅｎｔ． Ｔｈｅ ｎｅａｒｅｒ ｔｈｅ ｎｏｄｅ ｉｓ ｔｏ ｔｈｅ ｆａｕｌｔ ｐｏｉｎｔ，
ｔｈｅ ｌａｒｇｅｒ ｔｈｅ ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｆａｕｌｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ｉｓ． Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ （ＦＦＴ） ｉｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｏｂｔａｉｎ ｔｈｅ ｏｖｅｒａｌｌ ｅｎｅｒｇｙ ｏｆ ｔｒａｎ⁃
ｓｉｅｎｔ ｃａｐａｃｉｔｏｒ ｃｕｒｒｅｎｔ ｉｎ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｂａｎｄ ａｔ ｅａｃｈ ｂｒａｎｃｈ． Ｂｙ ｃｏｍｐａｒｉｎｇ ｔｈｅ ｏｖｅｒａｌｌ ｅｎｅｒｇｙ， ｔｈｅ
ｆａｕｌｔ ｓｅｃｔｉｏｎ ｃａｎ ｂｅ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｔｒｅｅ ｇｒａｐｈ． Ｆｉｎａｌｌｙ， ｔｈｅ ｆａｕｌｔ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｉｎ ｆａｕｌｔ ｓｅｃｔｉｏｎ ｉｓ ｃａｌｃｕ⁃
ｌａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｌｏａｄ ｃｕｒｒｅｎｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｓｉｄｕａｌ ｖｏｌｔａｇｅ ａｔ ｏｎｅ ｔｅｒｍｉｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ ｆａｕｌｔ ｓｅｃｔｉｏｎ． Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｓｉｍｕｌｉｎｋ／
Ｍａｔｌａｂ ｖｅｒｉｆｙ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ． Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ａｒｅ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ， ｗｈｉｃｈ ｖｅｒｉｆｙ ｔｈｅ
ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｆｕｒｔｈｅｒ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ＤＣ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ； ｓｉｎｇｌｅ⁃ｐｏｌｅ⁃ｔｏ⁃ｇｒｏｕｎｄ ｆａｕｌｔ； ｆａｕｌｔ ｌｏｃａｔｉｏｎ； ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ

Ｂｒｉｄｇｅ⁃ｔｙｐｅ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ⁃ｓｉｄｅ ＬＣ ｒｅｓｏｎａｎｔ ＤＣ ／ ＤＣ
ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ａｎｄ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｄｅｓｉｇｎ
ＹＵＡＮ Ｙｉ⁃ｓｈｅｎｇ， ＺＨＵ Ｂｅｎ⁃ｙｕ， ＺＨＡＮＧ Ｗｅｉ⁃ｐｉｎｇ， ＰＥＮＧ Ｃｈｕｎ⁃ｈｕａ
（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｅａｓｔ Ｃｈｉｎａ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｎａｎｃｈａｎｇ ３３００１３， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ａ ｚｅｒｏ⁃ｃｕｒｒｅｎｔ⁃ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｒｅｓｏｎａｎｔ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｗｉｔｈ ａ ｖｏｌｔａｇｅ⁃ｄｏｕｂｌｉｎｇ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｎ ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄａ⁃
ｒｙ ｓｉｄｅ． Ｔｈｅ ｅｎｅｒｇｙ ｉｓ ｔｒａｎｓｆｅｒｒｅｄ ｂｙ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｖｏｌｔａｇｅ⁃ｄｏｕｂｌｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｌｅａｋａｇｅ ｉｎｄｕｃｔｏｒ．
Ｔｈｅ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ａｄｏｐｔｓ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ⁃ｍｏｄｕｌａｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｗｉｔｈ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ ｒｅｓｏｎａｎｔ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ． Ａｌｌ ｐｏｗ⁃
ｅｒ ｓｗｉｔｃｈｅｓ ａｎｄ ｄｉｏｄｅｓ ｃａｎ ａｃｈｉｅｖｅ ＺＣＳ． Ｖｏｌｔａｇｅ ｓｔｒｅｓｓｅｓ ｏｎ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒｓ ａｒｅ ｕｐ ｔｏ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｎ ｐｒｉｍａｒｙ ｓｉｄｅ，
ｗｈｉｌｅ ｖｏｌｔａｇｅ ｓｔｒｅｓｓｅｓ ｏｎ ｄｉｏｄｅｓ ａｒｅ ｏｕｔｐｕｔ ｖｏｌｔａｇｅ． Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｓ ａｒｅ ｅｌａｂｏｒａｔｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎ ａｍｏｎｇ ｖｏｌｔａｇｅ⁃
ｇａｉｎ ａｎｄ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｒａｔｉｏ ｍ， ｍａｇｎｅｔｉｚｉｎｇ ｉｎｄｕｃｔａｎｃｅ／ ｌｅａｋａｇｅ ｉｎｄｕｃｔｏｒ ｒａｔｉｏ ｈ ａｎｄ ｑｕａｌｉｔｙ ｆａｃｔｏｒ Ｑ， ｉｓ ｄｅｒｉｖｅｄ． Ｔｈｅ
ｔｕｒｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ⁃ｓｉｄｅ ｗｉｎｄｉｎｇ ａｒｅ ｈａｌｆ ｏｆ ｔｈａｔ ｉｎ ａ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｐｕｓｈ⁃ｐｕｌｌ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ． Ｔａｋｉｎｇ ａｎ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ａｐｐｌｉｅｄ
ｉｎ ａ ｖｅｈｉｃｌｅ ｆｏｒ ｅｘａｍｐｌｅ， ａｎ ｏｐｔｉｍａｌ ｄｅｓｉｇｎ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｄｅｄｕｃｅｄ． Ａｔ ｌａｓｔ，ａ ２０ ～２８Ｖ ｉｎｐｕｔ／６００Ｗ ｉｎｖｅｒｔｅｒ ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ
ｉｓ ｂｕｉｌｔ． Ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｗａｖｅｆｏｒｍｓ ａｎｄ ａ ｈｉｇｈ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｖｅｒｉｆｉｅｓ ｔｈｅ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ａｎｄ ｏｐｔｉｍａｌ ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ＤＣ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ； ＬＣ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ； ｚｅｒｏ⁃ｃｕｒｒｅｎｔ⁃ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ； ｉｎｖｅｒｔｅｒ

Ｈｉｇｈ ａｃｃｕｒａｃｙ ｈｉｇｈ ｐｏｗｅｒ ｆａｃｔｏｒ ｐｒｉｍａｒｙ ｓｉｄｅ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ
ＣＲＭ ｆｌｙｂａｃｋ ＬＥＤ ｄｒｉｖｅｒ
ＧＡＯ Ｘｕ， ＸＵ Ｊｉａｎ⁃ｐｉｎｇ， ＹＡＮ Ｔｉｅ⁃ｓｈｅｎｇ
（Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｍａｇｌｅｖ Ｖｅｈｉｃｌｅ， Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，
Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１００３１， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｉｍａｒｙ ｓｉｄｅ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ （ＰＳＲ） ｈｉｇｈ ｐｏｗｅｒ ｆａｃｔｏｒ （ＰＦ） ｃｒｉｔｉｃａｌ ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ
ｍｏｄｅ （ＣＲＭ） ｆｌｙｂａｃｋ ＬＥＤ ｄｒｉｖｅｒ ｗｉｔｈｏｕｔ ｏｐｔｏｃｏｕｐｌｅｒ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ． Ｔｈｒｏｕｇｈ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ
ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ＰＳＲ ｈｉｇｈ ＰＦＣ ＣＲＭ ｆｌｙｂａｃｋ ＬＥＤ ｄｒｉｖｅｒ， ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｉｎｐｕｔ ｖｏｌｔａｇｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｒｒｏｒ
ｏｕｔｐｕｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ｉｓ ｇｉｖｅｎ． Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｏｕｔｐｕｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ ＰＳＲ ｈｉｇｈ ＰＦ ＣＲＭ ｆｌｙｂａｃｋ ＬＥＤ ｄｒｉｖｅｒ，
ａ ｎｏｖｅｌ ｈｉｇｈ ａｃｃｕｒａｃｙ ｈｉｇｈ ｐｏｗｅｒ ｆａｃｔｏｒ ＣＲＭ ＰＳＲ ｆｌｙｂａｃｋ ＬＥＤ ｄｒｉｖｅｒ ｉｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ． Ｂｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｗｉｔｈ
ｉｎｐｕｔ ｖｏｌｔａｇｅ ｆｅｅｄ⁃ｆｏｒｗａｒｄ ｔｏ ｅｌｉｍｉｎａｔｅ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｐｕｔ ｖｏｌｔａｇｅ ｔｏ ｔｈｅ ｏｕｔｐｕｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ ｔｈｅ ＬＥＤ
ｄｒｉｖｅｒ， ｈｉｇｈ ａｃｃｕｒａｃｙ ｈｉｇｈ ｐｏｗｅｒ ｆａｃｔｏｒ ＰＳＲ ＣＲＭ ｆｌｙｂａｃｋ ＬＥＤ ｄｒｉｖｅｒ ｃａｎ ｂｅ ａｃｈｉｅｖｅｄ． Ｓｏ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｕｓｅ ｏｆ ｐｒｉｍａｒｙ
ｓｉｄｅ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｏｎ ＬＥＤ ｄｒｉｖｅｒ ｉｓ ｍｏｒｅ ｆｅａｓｉｂｌｅ． Ｆｉｎａｌｌｙ， ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ａｎｄ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ＰＳＲ
ｈｉｇｈ ＰＦＣ ＣＲＭ ｆｌｙｂａｃｋ ＬＥＤ ｄｒｉｖｅｒ ｖｅｒｉｆｙ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｄｅｒｉｖａｔｉｏｎ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｐｒｉｍａｒｙ ｓｉｄｅ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ； ｃｒｉｔｉｃａｌ ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ ｍｏｄｅ； ｆｌｙｂａｃｋ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ； ｉｎｐｕｔ ｖｏｌｔａｇｅ ｆｅｅｄｆｏｒｗａｒｄ； ＬＥＤ
ｄｒｉｖｅｒ

Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｈｉｇｈ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ｍｉｌｌｅｒ ｐｌａｔｅａｕ
ｔｉｍｅ ｄｅｌａｙ ｏｆ ＩＧＢＴ ｇａｔｅ ｖｏｌｔａｇｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｃａｒｒｙ ｃｈａｉｎ ｉｎ ＦＰＧＡ
ＦＡＮＧ Ｈｕａ⁃ｃｈａｏ^１，２， ＺＨＥＮＧ Ｌｉ⁃ｂｉｎｇ^２， ＦＡＮＧ Ｇｕａｎｇ⁃ｒｏｎｇ^２， ＨＡＮ Ｌｉ^２， ＷＡＮＧ Ｃｈｕｎ⁃ｌｅｉ^１，２
（１． Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１９０， Ｃｈｉｎａ； ２． Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ
Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ， Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１９０， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ Ｍｉｌｌｅｒ ｐｌａｔｅａｕ ｏｆ ＩＧＢＴ ｇａｔｅ ｖｏｌｔａｇｅ， ａｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ ｏｆ ｆａｉｌｕｒｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ， ｈａｓ ａ ｃｌｏｓｅ ｒｅ⁃
ｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｗｉｔｈ ｊｕｎｃｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ． Ａｓ ａ ｒｅｓｕｌｔ， ｔｈｅ ａｃｃｕｒａｔｅ ｍｅａｓｕｒｅ ｏｆ ｔｉｍｅ ｄｅｌａｙ ｏｆ Ｍｉｌｌｅｒ ｐｌａｔｅａｕ ｉｎ ｇａｔｅ ｖｏｌｔ⁃
ａｇｅ ｉｓ ｖｉｔａｌ ｔｏ ｔｈｅ ｏｎｌｉｎｅ ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ ｏｆ ＩＧＢＴ ｆａｉｌｕｒｅ． Ａ ｃｏｍｐｌｅｔｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｓｅｔ ｕｐ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．
Ｆｉｒｓｔｌｙ， ｔｈｅ Ｍｉｌｌｅｒ ｐｌａｔｅａｕ ｗａｓ ｃｏｎｖｅｒｔｅｄ ｔｏ ｄｏｕｂｌｅ ｐｕｌｓｅ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ａ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ａｎｄ ｃｏｍｐａｒａｔｏｒ ｃｉｒｃｕｉｔ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ
ｔｈｒｅｅ⁃ｓｔａｇｅ ｆｅａｔｕｒｅ ｏｆ ｇａｔｅ ｖｏｌｔａｇｅ． Ｓｅｃｏｎｄｌｙ， ｔｈｅ ｔｉｍｅ ｉｎｔｅｒｖａｌ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｄｏｕｂｌｅ ｐｕｌｓｅ ｗａｓ ｍｅａｓｕｒｅｄ ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ
ｂａｓｅｄ ｏｎ ｃａｒｒｙ ｄｅｌａｙ ｃｈａｉｎ ｉｎ ＦＰＧＡ． Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ， ａ ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｉｎｓｔａｎｔｉａｔｅｄ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｌｏｇｉｃ ｅｌｅｍｅｎｔ （ＬＥ） ｗａｓ ａ⁃
ｄｏｐｔｅｄ ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ａ ｃａｒｒｙ ｃｈａｉｎ． Ｔｈｅ ｅｒｒｏｒ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｍｅｔａｓｔａｂｌｅ ｓｔａｔｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ａｎｄ ｔｈｅ ｋｅｙ ｐａｔｈｓ ｔｉｍｅ ｄｅｌａｙ
ｐｒｏｂｌｅｍ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ． Ｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｓ ａｃｈｉｅｖｅｄ ５００ｐｓ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ｂｙ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ
ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ＩＧＢＴ； ｇａｔｅ ｖｏｌｔａｇｅ； Ｍｉｌｌｅｒ ｐｌａｔｅａｕ； ＦＰＧＡ； ｃａｒｒｙ ｃｈａｉｎ； ｄｅｌａｙ ｌｉｎｅ