本公開涉及電子電路，并且更具體地涉及用于抵消共模信號(hào)的電子電路。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開描述了用于通過使用抵消信號(hào)而有源抵消共模信號(hào)的技術(shù)，該抵消信號(hào)是共模信號(hào)的反相版本。共模信號(hào)可以作為施加用于驅(qū)動(dòng)負(fù)載的第一、主信號(hào)的一部分而存在。將抵消信號(hào)添加至共模信號(hào)，并且兩個(gè)信號(hào)相互抵消。通過向相同負(fù)載施加抵消信號(hào)和共模信號(hào)而將兩個(gè)信號(hào)添加在一起，這可以導(dǎo)致用于驅(qū)動(dòng)負(fù)載的期望信號(hào)。

在一些示例中，本公開描述了配置用于至少部分地基于輸入信號(hào)產(chǎn)生第一信號(hào)的電路，其中第一信號(hào)包括共模信號(hào)和負(fù)載信號(hào)。電路被進(jìn)一步配置以至少部分地基于輸入信號(hào)產(chǎn)生第二信號(hào)，其中第二信號(hào)包括共模信號(hào)的反相版本。電路被進(jìn)一步配置成向負(fù)載施加第一信號(hào)和第二信號(hào)。

在一些示例中，本公開描述了被配置用于至少部分地基于輸入信號(hào)和共模信號(hào)而產(chǎn)生抵消信號(hào)的電路，其中抵消信號(hào)包括共模信號(hào)的反相版本。電路被進(jìn)一步配置為向負(fù)載施加抵消信號(hào)。

在一些示例中，本公開描述了一種系統(tǒng)，包括電動(dòng)機(jī)，以及配置用于至少部分地基于輸入信號(hào)產(chǎn)生第一信號(hào)的轉(zhuǎn)換器電路，其中第一信號(hào)包括共模信號(hào)和負(fù)載信號(hào)，其中轉(zhuǎn)換器電路被配置為向電動(dòng)機(jī)施加第一信號(hào)。系統(tǒng)進(jìn)一步包括配置用于至少部分地基于輸入信號(hào)產(chǎn)生第二信號(hào)的抵消電路，其中第二信號(hào)包括共模信號(hào)的反相版本，其中抵消電路被配置為經(jīng)由抵消電容器向電動(dòng)機(jī)施加第二信號(hào)。

在一些示例中，本公開描述了一種方法，包括：由第一電路至少部分地基于射入信號(hào)產(chǎn)生第一信號(hào)，其中第一信號(hào)包括共模信號(hào)和負(fù)載信號(hào)。方法進(jìn)一步包括，由抵消電路至少部分地基于輸入信號(hào)產(chǎn)生第二信號(hào)，其中第二信號(hào)包括共模信號(hào)的反相版本。方法進(jìn)一步包括，由第一電路向負(fù)載施加第一信號(hào)。方法進(jìn)一步包括，由抵消電路向負(fù)載施加第二信號(hào)。

在以下附圖和說明書中闡述一個(gè)或多個(gè)示例的細(xì)節(jié)。從說明書和附圖以及從權(quán)利要求將明確其他特征、目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1a是根據(jù)本公開的一些示例的具有電壓源、負(fù)載和參考接地的電子電路的電路圖。

圖1b是根據(jù)本公開的一些示例的具有電壓源、負(fù)載和參考接地的電子電路的電路圖。

圖2是根據(jù)本公開的一些示例的包括抵消電路的電子電路的電路圖。

圖3是根據(jù)本公開的一些示例的具有第一信號(hào)和第二信號(hào)的電動(dòng)機(jī)的概念性方框圖。

圖4是根據(jù)本公開的一些示例的包括連接至負(fù)載的兩個(gè)部件的抵消電路的電子電路的電路圖。

圖5是根據(jù)本公開一些示例的具有軸桿以及連接至軸桿的分立負(fù)載的電動(dòng)機(jī)的概念性方框圖。

圖6是根據(jù)本公開一些示例的電路的概念性方框圖。

圖7a是根據(jù)本公開一些示例的包含轉(zhuǎn)換器電路和抵消電路的集成電路的示意圖。

圖7b是根據(jù)本公開一些示例的轉(zhuǎn)換器電路和抵消電路的單個(gè)部件的示意圖。

圖7c是根據(jù)本公開一些示例的包含抵消電路的集成電路的示意圖。

圖8是根據(jù)本公開一些示例的對(duì)于三項(xiàng)抵消的模擬結(jié)果的圖表。

圖9a包括示出了根據(jù)本公開一些示例的對(duì)于兩個(gè)開關(guān)的受迫換向與自然換向的對(duì)比視圖。

圖9b是示出了根據(jù)本公開一些示例的對(duì)于兩個(gè)開關(guān)的受迫換向和自然換向的對(duì)比的電路圖。

圖10包括示出了根據(jù)本公開一些示例的對(duì)于兩個(gè)開關(guān)的受迫換向和自然換向?qū)Ρ鹊囊晥D。

圖11是示出了根據(jù)本公開一些示例的有源共模抵消的流程圖。

具體實(shí)施方式

可以由使用切換模式原理以產(chǎn)生多個(gè)輸出信號(hào)的轉(zhuǎn)換器電路控制電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和其他負(fù)載。轉(zhuǎn)換器電路的示例包括使用切換模式原理的電路，諸如dc至轉(zhuǎn)換器、ac至dc轉(zhuǎn)換器、dc至dc轉(zhuǎn)換器、以及ac至ac轉(zhuǎn)換器。在一些示例中，dc至ac轉(zhuǎn)換器可以在dc輸入電壓電勢之間交替地切換每個(gè)電動(dòng)機(jī)相位。電子開關(guān)可以是晶體管，包括但不限于igbt或mosfet、二極管、或任何其他合適的裝置。為了實(shí)現(xiàn)高效率因子，切換過程可以在納秒范圍。由于該高切換速度，經(jīng)由電動(dòng)機(jī)線向電動(dòng)機(jī)線圈繞組施加高dv/dt。取決于電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的構(gòu)造，電動(dòng)機(jī)繞組可以具有顯著的寄生電容，這可以引起電容性耦合至電動(dòng)機(jī)殼體以及至電動(dòng)機(jī)軸桿。在每個(gè)切換過渡期間，這些電容將卸載和/或重新加載，在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)中引起高頻干擾和/或軸承電流。這些電流經(jīng)由直接地流電具有高或低阻抗或者間接地電容性連接的電動(dòng)機(jī)殼體、或者經(jīng)由電動(dòng)機(jī)軸桿以及軸承而流至參考接地。

在電動(dòng)車和混合電動(dòng)車的示例中，參考接地通常是車輛底盤。也已知為共模信號(hào)的寄生干擾電流經(jīng)由直接高或低阻抗或者間接寄生連接并且經(jīng)由電源線返回至電源。對(duì)于導(dǎo)電和輻射發(fā)射的限制和要求可以影響用于防止經(jīng)由寄生電容干擾的對(duì)策。這些對(duì)策可以確保軸承的回彈性。

通常，可以在電源線和電動(dòng)機(jī)(負(fù)載)線上檢測共模信號(hào)。共模信號(hào)經(jīng)由參考接地而流動(dòng)。對(duì)于在電動(dòng)車和混合電動(dòng)車中電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用，共模信號(hào)可以存在于從dc至ac轉(zhuǎn)換器脈沖寬度調(diào)制(pwm)的頻率直至數(shù)百兆赫茲的頻率范圍中。對(duì)策(countermeasure)效果的量隨著連接dc至ac轉(zhuǎn)換器和電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)線長度增加而增加。

在一些示例中，防止或抑制共模信號(hào)的方法包括部分或完全屏蔽電動(dòng)或混合電動(dòng)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)。備選地，可以使用共模濾波器以減小干擾電流和屏蔽的量。為了減小軸承電流，可以使用軸承與離合器的滑動(dòng)接觸或絕緣。

寄生電容可以存在于用于汽車的電氣系統(tǒng)內(nèi)以及汽車內(nèi)電動(dòng)機(jī)內(nèi)，但是本公開不限于汽車應(yīng)用。寄生電容和共模信號(hào)可以存在于使用切換模式原理和輸送共模信號(hào)的負(fù)載的任何其他應(yīng)用中。流過寄生電容和寄生阻抗的共模信號(hào)可以中斷無線電服務(wù)接收并且可以引起軸承腐蝕。用于防止和消除共模信號(hào)的方法包括濾波器以及部分或完全屏蔽。這些方案可以是成本昂貴的，可以消耗有價(jià)值的空間，并且可以對(duì)系統(tǒng)增添重量。共模濾波器可以必須設(shè)計(jì)用于應(yīng)用的最大電流，要求額外的空間并添加更多重量。此外，屏蔽以及滑動(dòng)接觸的阻抗可以在系統(tǒng)的壽命期間降低。

本公開描述了可以通過產(chǎn)生作為共模信號(hào)的反相形式的抵消信號(hào)而有源地抵消共模信號(hào)的技術(shù)。共模信號(hào)可以存在作為有意設(shè)計(jì)為施加至負(fù)載諸如電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的第一、主信號(hào)的一部分。當(dāng)兩個(gè)信號(hào)添加在一起時(shí)抵消信號(hào)抵消了共模信號(hào)。通過施加抵消信號(hào)至與共模信號(hào)相同的負(fù)載而將信號(hào)添加在一起。將抵消信號(hào)添加至共模信號(hào)可以得到用于驅(qū)動(dòng)負(fù)載的期望信號(hào)。

產(chǎn)生抵消信號(hào)的抵消電路可以包括開關(guān)以及一個(gè)或多個(gè)抵消電容器。通過減小流過負(fù)載的共模信號(hào)，抵消電路可以減小或消除對(duì)于共模濾波器或屏蔽的需求。

通常，本公開描述了由配置用于使用輸入信號(hào)產(chǎn)生第一主信號(hào)的抵消電路而實(shí)施的技術(shù)。抵消電路可以包括有源或無源部件，諸如開關(guān)、晶體管、二極管、電阻器、電容器和/或電感器。在一些示例中，抵消電路中開關(guān)可以是絕緣柵極雙極晶體管，具有續(xù)流二極管，以防止晶體管的反向擊穿。

主信號(hào)可以包含共模信號(hào)和負(fù)載信號(hào)。在一些示例中，共模信號(hào)可以表示主信號(hào)的多個(gè)相之間的共模。負(fù)載信號(hào)可以表示剩余的信號(hào)并且可以也已知為差分信號(hào)。主信號(hào)可以包括一個(gè)或多個(gè)相位，其可以是由束線(wireharness)一起輸送的分立信號(hào)。

可以進(jìn)一步配置抵消電路以使用輸入信號(hào)產(chǎn)生第二、抵消信號(hào)。抵消信號(hào)可以包括主信號(hào)的共模信號(hào)的反相版本。在一些示例中，如果主信號(hào)的共模信號(hào)是方波，抵消信號(hào)也可以是具有等同頻率但是幅度相反極性的方波。

可以配置抵消電路以向負(fù)載施加主信號(hào)和抵消信號(hào)。在一些示例中，負(fù)載可以是電動(dòng)或混合電動(dòng)汽車的電動(dòng)機(jī)。負(fù)載也可以是在加熱應(yīng)用或變壓器中的電感器。本公開的技術(shù)可以適用于在使用有源共模抵消的任何切換模式電路中的負(fù)載。通過向負(fù)載施加主信號(hào)和抵消信號(hào)，抵消信號(hào)可以抵消共模信號(hào)，允許主信號(hào)驅(qū)動(dòng)負(fù)載而并未由寄生電容或寄生電感引起任何效應(yīng)。

圖1a是根據(jù)本公開一些示例的具有電壓源6、負(fù)載8和參考接地10的電子電路4的電路圖。圖1a示出了在系統(tǒng)2上產(chǎn)生共模電流，其是電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用的簡化示意圖。在系統(tǒng)2中，電壓源6可以經(jīng)由導(dǎo)線14a和14b連接至電子電路4。在一些示例中，導(dǎo)線14a可以輸送正dc電壓并且導(dǎo)線14b可以輸送負(fù)dc電壓。電壓源6可以不直接連接至參考接地10，但是共模電流可以從參考接地10通過參考接地連接12而流至電壓源6，參考接地連接12可以是經(jīng)由電阻和/或寄生電容器的低阻抗接地束線或高阻抗接地束線。參考接地連接12可以連接至電壓源6至參考接地10的中間電勢。共模電流的可能路徑在圖1a中由箭頭示出。

導(dǎo)線14a和14b可以連接至dc鏈路電容器16。dc鏈路電容器16的一個(gè)目的可以用于防止瞬態(tài)信號(hào)從開關(guān)18a和18b輻射返回至電壓源6。導(dǎo)線14a和14b可以進(jìn)一步連接至開關(guān)18a和18b。在一些示例中，可以存在多于兩個(gè)開關(guān)，如果待施加至負(fù)載8的信號(hào)是多相位信號(hào)。例如，如果負(fù)載8是三相電動(dòng)機(jī)，可以存在六個(gè)開關(guān)18a－18f。在一些示例中，每個(gè)相可以要求兩個(gè)開關(guān)18以產(chǎn)生或接收交變電流。

在一些示例中，開關(guān)18可以是具有柵極、漏極和源極的場效應(yīng)晶體管。開關(guān)18可以是具有柵極、發(fā)射極和集電極的雙極結(jié)型晶體管或絕緣柵極雙極晶體管(igbt)。igbt可以提供如下益處：諸如工作在高電壓、高溫度和高輸出功率下的能力。開關(guān)18可以是能夠工作在納秒范圍內(nèi)快速轉(zhuǎn)變的任何其他器件，諸如二極管或晶體管。為了實(shí)現(xiàn)在納秒范圍內(nèi)的高開關(guān)速度，輸出電壓信號(hào)22用于開關(guān)18并且經(jīng)由電動(dòng)機(jī)線施加至電動(dòng)機(jī)線圈繞組28。開關(guān)18a和18b可以與續(xù)流二極管20a和20b并聯(lián)連接。續(xù)流二極管20a和20b可以防止開關(guān)18a和18b在高反向電壓下?lián)舸?/p>

電子電路4可以通過翻轉(zhuǎn)(toggling)每個(gè)開關(guān)的柵極電壓而控制開關(guān)18a和18b的導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)間。在關(guān)斷開關(guān)18a和導(dǎo)通開關(guān)18b之間可以存在延遲。可以配置開關(guān)18以在多個(gè)狀態(tài)(諸如導(dǎo)通和關(guān)斷)之間切換。可以基于觸發(fā)了狀態(tài)之間切換的時(shí)鐘信號(hào)而確定每個(gè)狀態(tài)。電子電路4可以稱作使用切換模式原理的轉(zhuǎn)換器電路，諸如dc至ac轉(zhuǎn)換器、ac至dc、dc至dc轉(zhuǎn)換器或者ac至ac轉(zhuǎn)換器。

電子電路4可以產(chǎn)生輸出電壓信號(hào)22以施加至負(fù)載8。輸出電壓信號(hào)22的視圖顯示可以在與導(dǎo)線14a相關(guān)聯(lián)的第一輸入和與導(dǎo)線14b相關(guān)聯(lián)的第二輸入之間翻轉(zhuǎn)的方波。對(duì)于輸出電壓信號(hào)22而言，電壓可以開始處于恒定電平，隨后以取決于開關(guān)的轉(zhuǎn)變速率的速率而增大，穩(wěn)定在恒定電平，隨后以取決于開關(guān)18的轉(zhuǎn)變速率的速率而減小。輸出電壓信號(hào)22的視圖可以僅表示施加至負(fù)載8的數(shù)個(gè)相之一，其可以工作在切換模式原理上。在一些示例中，負(fù)載8可以是三相電動(dòng)機(jī)。

電子電路4也可以產(chǎn)生共模電流24。共模電流24的視圖示出了沿正或負(fù)方向的電流峰值。電流峰值可以由開關(guān)18a和18b導(dǎo)通或關(guān)斷而導(dǎo)致。在共模電流24的視圖上脈沖的定時(shí)可以取決于在電子電路4中是否存在自然換向或受迫換向。通過向繞組28施加具有輸出電壓信號(hào)22的圖表的信號(hào)，輸出電壓信號(hào)22可以因遍及系統(tǒng)2的寄生電容導(dǎo)致共模電流24。

電子電路4可以施加主信號(hào)至負(fù)載8。負(fù)載8可以包括殼體26，電動(dòng)機(jī)線圈繞組28，以及寄生電容30。寄生電容30可以不是真實(shí)的電容器，而是替代地存在于系統(tǒng)2的部件(諸如殼體26與電動(dòng)機(jī)線圈繞組28)之間的電容。如由箭頭所示的共模信號(hào)可以流至負(fù)載8中、通過寄生電容30并通過參考接地10，參考接地10在一些示例中可以是汽車的底盤。共模信號(hào)可以隨后通過參考接地10流至電壓源6，其中共模信號(hào)可以進(jìn)入導(dǎo)線14。共模信號(hào)可以經(jīng)由參考接地連接12而從參考接地10到達(dá)電壓源6。

圖1b是具有電壓源42、負(fù)載8和參考接地10的電子電路的電路圖。系統(tǒng)40根據(jù)本公開的一些示例在參考接地10與電壓源42和/或?qū)Ь€14之間包含參考接地連接44。圖1b示出了參考接地連接44包括低阻抗接地束線或經(jīng)由電阻和/或寄生電容的高阻抗接地束線。在一些示例中，寄生電容和參考接地連接可以在系統(tǒng)40內(nèi)存在于別處以及以不同的組合。圖1b等同于圖1a，除了電壓源42和參考接地連接44的配置之外。

圖2是根據(jù)本公開一些示例的包括抵消電路的電子電路的電路圖。系統(tǒng)70類似于圖1a的系統(tǒng)2，除了抵消電路50的添加以及共模信號(hào)的抵消之外，如由遍及系統(tǒng)70的跨越箭頭的x所示。抵消電路50也可以稱作抵消電橋支路。

本公開描述了用于通過將抵消電流添加至電動(dòng)機(jī)殼體26和/或軸承護(hù)罩(bearingshield)中而抵消共模信號(hào)的技術(shù)。這些抵消電流可以是由電子電路4所產(chǎn)生信號(hào)的、反相版本。因此，同步至電子電路4的原始輸出電壓信號(hào)22的反相輸出電壓信號(hào)56可以經(jīng)由抵消電容器60耦合至電動(dòng)機(jī)殼體26和/或軸承護(hù)罩，以便于抵消來自繞組28的寄生電感30并且避免共模電流。抵消電容器60可以關(guān)于負(fù)載8的特性而設(shè)計(jì)尺寸，從而抵消信號(hào)的幅度與主信號(hào)的幅度相等。如果干擾電流經(jīng)由電動(dòng)機(jī)軸桿流至電動(dòng)機(jī)負(fù)載，則可以添加關(guān)于電動(dòng)機(jī)負(fù)載的另一電容器(圖2中未示出)。優(yōu)點(diǎn)可以是電動(dòng)機(jī)殼體28和軸承(圖2中未示出)上減小的干擾電流，這允許減小系統(tǒng)70中濾波和屏蔽的量。系統(tǒng)70的原理可以適用于電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)或具有至參考接地10的共模電容的任何其他脈沖寬度調(diào)制(pwm)控制的系統(tǒng)。

各種不同類型電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)可以用于驅(qū)動(dòng)與本公開中所述技術(shù)一致的電動(dòng)機(jī)，包括切換模式電路。反相控制的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)具有至少一個(gè)反相器相位，用于例如具有一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向的簡單dc電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，用于雙向dc或ac電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的兩個(gè)相位，以及用于dc或ac電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的三相反相器。術(shù)語“反相控制”可以涉及電子電路4，其可以將dc輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為ac信號(hào)以用在負(fù)載8中。理論上相位的數(shù)目不受限，并且可以增加至n個(gè)相位。

對(duì)于電子電路4的每個(gè)有源切換電動(dòng)機(jī)反相器相位而言，抵消電路50可以具有一個(gè)同時(shí)切換相位。取決于具有同時(shí)切換電動(dòng)機(jī)反相器相位的控制方案，相同數(shù)目的相位或者在一些示例中較少相位可以存在于抵消電路50中。在一些示例中，抵消電路50可以產(chǎn)生具有比從電子電路4發(fā)送至負(fù)載8的信號(hào)更少相位的抵消信號(hào)。在一些示例中，抵消電路50可以使用與電子電路4相同數(shù)目相位。抵消電路50可以具有與電子電路4相同類型的開關(guān)52(例如igbt、mosfet等)以便于容易地確保開關(guān)18的轉(zhuǎn)變特性的合適匹配，但是其他類型的開關(guān)也是可能的。抵消開關(guān)52可以具有較小的電流處理能力，因?yàn)殚_關(guān)52可以僅提供用于在切換電動(dòng)機(jī)反相器的轉(zhuǎn)變相位期間重載抵消電容器60的抵消電流。抵消信號(hào)可以遠(yuǎn)小于來自電子電路4的信號(hào)。如在本公開中使用的詞語“電流”和“信號(hào)”可以意味著相同事物，或者電流可以是信號(hào)的一個(gè)示例。

抵消電容器60可以包括在負(fù)載8中或處的一個(gè)或多個(gè)分立電容器或表面電容器。切換的同步可以由控制單元(圖2中未示出)通過從用于開關(guān)18的一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)器信號(hào)導(dǎo)出用于開關(guān)52的一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)器信號(hào)而完成。切換的同步也可以由控制單元中驅(qū)動(dòng)器信號(hào)的直接同步而完成。

系統(tǒng)70包括具有可以類似于電子電路4的部件(諸如開關(guān)52、續(xù)流二極管54、輸出電壓信號(hào)56以及共模電流58)的抵消電路50。抵消電路50可以從導(dǎo)線14接收輸入信號(hào)，并且可以將輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為來自電子電路4的輸出信號(hào)的反相版本。輸出電壓信號(hào)56和共模電流58的圖可以表示抵消信號(hào)的特性。輸出電壓信號(hào)56和共模電流58示出為輸出電壓信號(hào)22和共模電流24的同步化、反相版本。特別地，輸出電壓信號(hào)56的幅度可以等于輸出電壓信號(hào)22的幅度，但是幅度可以是負(fù)的。當(dāng)輸出電壓信號(hào)22是正的時(shí)，輸出電壓信號(hào)56可以是負(fù)的，因此當(dāng)向負(fù)載8施加信號(hào)時(shí)，信號(hào)抵消了共模電流。

抵消信號(hào)可以經(jīng)由抵消電容器60傳至負(fù)載8，抵消電容器60可以被設(shè)計(jì)用于抵消寄生電容30。抵消電路50可以因此經(jīng)由抵消電容器60施加抵消信號(hào)至殼體26或者負(fù)載8上另一位置。抵消信號(hào)抑制共模信號(hào)，因?yàn)榈窒盘?hào)是共模信號(hào)的反相版本。將兩個(gè)信號(hào)添加在一起得到具有零幅度的信號(hào)。

圖3是根據(jù)本公開一些示例的具有第一、主信號(hào)和第二信號(hào)的電動(dòng)機(jī)的概念性方框圖。電動(dòng)機(jī)或負(fù)載8可以包括殼體26、繞組100、轉(zhuǎn)子102、軸桿104以及軸承110。可以存在穿過負(fù)載8的寄生電容，諸如繞組-底盤寄生電容106、繞組-轉(zhuǎn)子寄生電容108、轉(zhuǎn)子-底盤寄生電容112以及負(fù)載-參考接地連接114。來自轉(zhuǎn)換器電路(也即電子電路4)的主信號(hào)112的流可以由圖3中箭頭所示。主信號(hào)122可以通過繞組100進(jìn)入并且穿過寄生電容106和108至轉(zhuǎn)子102和殼體26。可以包括共模信號(hào)的主信號(hào)122可以穿過軸桿104至軸承110。抵消電容器60可以通過提供來自抵消電路50的抵消信號(hào)而減小穿過包括軸承110的負(fù)載8的共模信號(hào)。抵消電路50可以由參考接地連接120而連接至參考地。

主信號(hào)122通過繞組100進(jìn)入負(fù)載8，并且由于繞組100和底盤之間的繞組電容而引起共模信號(hào)。這由寄生電容106表示。主信號(hào)122也可以由于繞組100和轉(zhuǎn)子102之間耦合電容而引起共模信號(hào)。這由寄生電容108表示。流過轉(zhuǎn)子102的共模信號(hào)可以流過軸桿104和軸承110。

圖4是根據(jù)本公開一些示例的包括連接至負(fù)載的兩個(gè)部件的抵消電路的電子電路的電路圖。系統(tǒng)130可以類似于圖2中所示的系統(tǒng)70，具有抵消電容器132和軸桿104的添加。在系統(tǒng)130中，抵消電路50可以經(jīng)由抵消電容60和132而施加抵消信號(hào)至負(fù)載8。抵消電路50可以經(jīng)由抵消電容器132施加抵消信號(hào)至軸桿104。

負(fù)載8可以是電動(dòng)機(jī)、電感器、變壓器或反相器。在一些示例中，如果負(fù)載8是三相ac電動(dòng)機(jī)，電子電路4可以由三個(gè)ac線連接至負(fù)載8的三個(gè)半橋支路構(gòu)成。對(duì)于有源共模抵消而言，一個(gè)或多個(gè)額外電橋支路可以產(chǎn)生抵消輸出電壓信號(hào)56?？梢酝交窒盘?hào)至原始輸出電壓信號(hào)22。同步化控制電路(圖4中未示出)可以考慮電動(dòng)機(jī)導(dǎo)線電流方向。

圖5是根據(jù)本公開一些示例的具有軸桿以及連接至軸桿的分立負(fù)載的電動(dòng)機(jī)的概念性方框圖。對(duì)于連接至軸桿104的負(fù)載8，可以存在通過軸承110和160的額外共模信號(hào)。為了消除穿過第二負(fù)載150的共模信號(hào)，抵消電路50可以輸送抵消信號(hào)至第二負(fù)載150的殼體154。

共模信號(hào)可以經(jīng)由軸桿104和軸承160到達(dá)第二負(fù)載150。第二負(fù)載150可以經(jīng)由轉(zhuǎn)子152連接至軸桿104?？梢源嬖诩纳娙?，諸如轉(zhuǎn)子-殼體寄生電容156和負(fù)載-參考接地連接158?？梢园惭b至軸桿104的第二負(fù)載150可以由共模軸承電流影響，只要第二負(fù)載150電接地或者只要第二負(fù)載150具有朝向電氣環(huán)境的耦合能力，也即參考接地或系統(tǒng)130中另一部件。共模軸承電流可以流經(jīng)接地連接或耦合電容器朝向參考接地?？梢杂蛇B接至現(xiàn)有的抵消電路50的額外抵消電容器132而減小在第二負(fù)載中的共模軸承電流。

圖6是根據(jù)本公開一些示例的電子電路的概念性方框圖。如圖6中所示，系統(tǒng)70是dc至ac轉(zhuǎn)換器，但是本公開的技術(shù)可以適用于其他轉(zhuǎn)換器電路。作為dc至ac轉(zhuǎn)換器，系統(tǒng)70可以包括可以連接至dc鏈路電容器202的高電壓(hv)電池200。從dc鏈路電容器202至hv電池200的連接、m相抵消dc至ac轉(zhuǎn)換器204、以及n相功率dc至ac轉(zhuǎn)換器206可以是兩級(jí)導(dǎo)線。m相抵消dc至ac轉(zhuǎn)換器204和n相功率dc至ac轉(zhuǎn)換器206也可以稱作簡稱為功率反相器的p-inv和用于抵消反相器的c-inv。m相抵消dc至ac轉(zhuǎn)換器204可以采用m個(gè)線連接至m相抵消電容器208(也稱為c-cap)。m相抵消電容器2080可以連接至n相電動(dòng)機(jī)210的電動(dòng)機(jī)殼體。n相電動(dòng)機(jī)210可以采用n個(gè)線連接至n相功率dc至ac轉(zhuǎn)換器206。在系統(tǒng)70中，n可以大于或等于m，因?yàn)閙相抵消dc至ac轉(zhuǎn)換器204可以產(chǎn)生比n相電動(dòng)機(jī)210具有較少相位的抵消信號(hào)。對(duì)于m相抵消dc至ac轉(zhuǎn)換器204的額定功率與n相功率dc至ac轉(zhuǎn)換器206相比可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)較低，這是因?yàn)閙相抵消電容器208的充電和放電可以不要求大的信號(hào)。

圖7a是根據(jù)本公開一些示例的包含反相器電路和抵消電路的芯片集的示意圖。圖7b是根據(jù)本公開的一些示例的反相器電路和抵消電路的單個(gè)部件的示意圖。圖7c是根據(jù)本公開一些示例的包含抵消電路的集成電路的示意圖。在圖7b中，反相器電路270可以包括開關(guān)252和254，在續(xù)流二極管256和258旁邊。抵消電路272可以包括開關(guān)260和262，在續(xù)流二極管264和266旁邊。

抵消電路272可以僅對(duì)抵消電容器充電和放電。因此，與反相器電路270的芯片大小相比，其芯片大小可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)更小。因此，不同的實(shí)現(xiàn)方式選項(xiàng)對(duì)于反相器電路270和抵消電路272可以是可能的。在配置250中，反相器電路270和抵消電路272可以組合或集成至一個(gè)封裝中。在配置280中，獨(dú)立芯片集可以僅包括組裝在分立封裝中的抵消電路272。配置280可以作為整修的部件或者通過一些其他工藝添加至dc至ac轉(zhuǎn)換器電路270。

圖8是對(duì)于根據(jù)本公開一些示例的三相抵消的模擬結(jié)果的示圖。圖表300可以示出三相正弦三角調(diào)制。信號(hào)302a－302c可以表示對(duì)于三相dc至ac轉(zhuǎn)換器電路的輸出相位電壓out-u、out-v、out-w。線310、312和314與三角波316一起可以顯示對(duì)于正弦三角調(diào)制所產(chǎn)生的脈沖圖形。線310、312和314可以是正弦波，并且每個(gè)正弦波可以是驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的相位。向上的箭頭304可以表示對(duì)于信號(hào)302a－302c的正dv/dt，以及向下的箭頭306可以表示對(duì)于信號(hào)302a－302c的負(fù)dv/dt。箭頭308可以表示對(duì)于信號(hào)302a－302c多于一個(gè)相位的瞬時(shí)轉(zhuǎn)換。

在一些示例中，信號(hào)302可以表示對(duì)于三相dc至ac轉(zhuǎn)換器電路的輸出電壓。三相dc至ac轉(zhuǎn)換器的一個(gè)目的可以是產(chǎn)生正弦電動(dòng)機(jī)電流。對(duì)于dc至ac轉(zhuǎn)換器的每個(gè)正dv/dt而言，抵消電路可以產(chǎn)生負(fù)dv/dt。一旦輸出電壓信號(hào)對(duì)抵消電容器充電，抵消電路可以需要有源地對(duì)抵消電容器放電。對(duì)于n相正弦三角調(diào)制而言，可以出現(xiàn)高達(dá)n個(gè)的正輸出電壓信號(hào)的序列。因此，可以使用m＝n個(gè)獨(dú)立的抵消電容器，并且抵消電路可以具有與dc至ac轉(zhuǎn)換器相同的相位數(shù)目。通過施加其他調(diào)制策略，對(duì)于抵消電路的相位數(shù)目可以不同于dc至ac轉(zhuǎn)換器相位數(shù)目。在一些示例中，對(duì)于空間向量調(diào)制的3相dc至ac轉(zhuǎn)換器的脈沖圖形而言，可以以抵消電路僅需要2相的方式而被優(yōu)化。以該方式，抵消信號(hào)中相位的數(shù)目可以小于或等于在產(chǎn)生以驅(qū)動(dòng)負(fù)載的第一主信號(hào)中的相位數(shù)目。

圖9a包括示出了根據(jù)本公開一些示例的對(duì)于兩個(gè)開關(guān)的受迫換向與自然換向的對(duì)比的示圖。圖9b是示出了根據(jù)本公開一些示例的對(duì)于兩個(gè)開關(guān)的受迫換向與自然換向?qū)Ρ鹊碾娐穲D。有源共模抵消可以是有效的，如果抵消dv/dt信號(hào)與來自dc至ac轉(zhuǎn)換器的原始dv/dt同時(shí)出現(xiàn)。因此，抵消輸出電壓信號(hào)可以被同步化至來自dc至ac轉(zhuǎn)換器的原始輸出電壓信號(hào)。如果在從高壓側(cè)至低壓側(cè)或者反之亦然的切換之間存在空載時(shí)間，如圖表350、352、364和366中所示，則在自然換向和受迫換向之間可以存在差異。換向是負(fù)載電流從正關(guān)斷(off-going)開關(guān)改變至正導(dǎo)通(on-going)開關(guān)時(shí)的過程。對(duì)于受迫換向而言，當(dāng)正關(guān)斷開關(guān)關(guān)斷時(shí)電流可以改變。對(duì)于自然換向而言，當(dāng)正導(dǎo)通開關(guān)導(dǎo)通時(shí)電流可以改變。輸出電壓信號(hào)可以鏈接至電流換向。受迫和自然換向可以取決于在所附接電動(dòng)機(jī)線中電流方向。

圖表350和352類似于圖表364和366，并且表示用于開關(guān)52的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。驅(qū)動(dòng)信號(hào)可以是基于時(shí)鐘信號(hào)。水平軸線表示時(shí)間，因此t4在t1導(dǎo)通之前關(guān)斷。在時(shí)間量程的開始處，開關(guān)52b可以導(dǎo)通。圖表354示出負(fù)值的線電流384。當(dāng)t4在圖表352中導(dǎo)通時(shí)，線電流圖表354流過開關(guān)52b作為線電流386和開關(guān)電流388。圖表356和358示出，在時(shí)間周期的開始處，電流流過開關(guān)52b但是不流過開關(guān)52a。圖表360和362可以分別表示跨越開關(guān)52a和52b的電壓。

當(dāng)t4在圖表352中關(guān)斷時(shí)，兩個(gè)開關(guān)52可以關(guān)斷。開關(guān)電流388可以關(guān)斷，并且線電流384可以作為負(fù)線電流380而流過續(xù)流二極管54a。當(dāng)t1在圖表350中導(dǎo)通時(shí)，開關(guān)52a因?yàn)樨?fù)電壓差而可以保持關(guān)斷，但是二極管54a可以繼續(xù)導(dǎo)通。開關(guān)電流382可以遍及該過程保持在零或附近。從開關(guān)52b至二極管54a的該瞬變稱作受迫換向。

圖表364－376可以示出自然換向的示例。在自然換向中，線電流384可以遍及時(shí)間周期而保持在正值，如圖表368中所示。線電流圖表368可以作為負(fù)線電流386而流過二極管54b，當(dāng)開關(guān)電流388可以保持關(guān)斷時(shí)。圖表370和372示出電流正流過二極管54b但是沒有流過開關(guān)52b或二極管54a。圖表374和376可以分別表示跨越開關(guān)52a和52b的電壓。圖表374中正電壓可以不導(dǎo)致線電流382流動(dòng)，直至t1導(dǎo)通。

當(dāng)t4在圖表366中關(guān)斷時(shí)，兩個(gè)開關(guān)52可以關(guān)斷。開關(guān)電流388可以關(guān)斷，并且線電流386可以繼續(xù)流過續(xù)流二極管54b。當(dāng)t1在圖表364中導(dǎo)通時(shí)，開關(guān)52a可以由于正電壓差而導(dǎo)通，并且二極管54b可以關(guān)斷。線電流380可以作為開關(guān)電流382而在t1導(dǎo)通之后流動(dòng)。從二極管54b至開關(guān)52a的該瞬變稱作自然換向。對(duì)于圖9a中受迫換向而言，dv/dt可以在t4的關(guān)斷期間出現(xiàn)。對(duì)于自然換向而言，dv/dt可以在t1導(dǎo)通之后出現(xiàn)。

圖10包括示出了根據(jù)本公開一些示例的對(duì)于兩個(gè)開關(guān)的受迫換向與自然換向?qū)Ρ鹊膱D表。圖表400、402、414和416示出了在t4導(dǎo)通之前t1關(guān)斷。圖表400－412示出了當(dāng)線電流384從開關(guān)52a汲取并且隨后從二極管54b汲取時(shí)的受迫換向。圖表414－426示出了當(dāng)線電流384流過二極管54a并且隨后從開關(guān)52b流動(dòng)時(shí)的自然換向。

圖11是示出了根據(jù)本公開一些示例的有源共模抵消的流程圖。從圖4的系統(tǒng)2的角度描述方法450，盡管其他類型的系統(tǒng)或電路可以用于執(zhí)行類似的技術(shù)。如圖11中所示，電子電路4從電壓源6接收輸入信號(hào)(452)。電子電路4可以從輸入信號(hào)產(chǎn)生包括負(fù)載信號(hào)的第一、主信號(hào)(454)。

取決于主信號(hào)是否包含共模信號(hào)，抵消電路50可以產(chǎn)生抵消信號(hào)(456)。如果主信號(hào)并不包含共模信號(hào)，則電子電路4可以施加主信號(hào)至負(fù)載8(458)。如果主信號(hào)包含共模信號(hào)，則抵消電路50可以產(chǎn)生作為共模信號(hào)的反相版本的第二、抵消信號(hào)(460)。如果主信號(hào)包含共模信號(hào)，則電子電路4可以施加主信號(hào)至負(fù)載8，并且抵消電路50可以施加抵消信號(hào)至負(fù)載8(462)。

以下編號(hào)示例展示了本公開的一個(gè)或多個(gè)方面。

示例1.一種電路，配置用于：至少部分地基于輸入信號(hào)產(chǎn)生第一信號(hào)，其中第一信號(hào)包括共模信號(hào)和負(fù)載信號(hào)；至少部分地基于輸入信號(hào)產(chǎn)生第二信號(hào)，其中第二信號(hào)包括共模信號(hào)的反相版本；以及施加第一信號(hào)和第二信號(hào)至負(fù)載。

示例2.示例1的電路，其中電路包括多個(gè)開關(guān)；其中多個(gè)開關(guān)中的每個(gè)開關(guān)被配置用于在多個(gè)狀態(tài)之間切換；以及其中基于時(shí)鐘信號(hào)確定多個(gè)開關(guān)的每個(gè)狀態(tài)。

示例3.示例1－2的任意組合的電路，其中多個(gè)開關(guān)中的至少一個(gè)開關(guān)包括絕緣柵雙極晶體管。

示例4.示例1－3的任意組合的電路，其中多個(gè)開關(guān)的至少一個(gè)開關(guān)包括晶體管和二極管。

示例5.示例1－4的任意組合的電路，其中進(jìn)一步配置電路以經(jīng)由抵消電容器相負(fù)載施加第二信號(hào)。

示例6.示例1－5的任意組合的電路，其中配置抵消電容器以偏置負(fù)載的至少一個(gè)寄生電容。

示例7.示例1－6的任意組合的阿電路，其中第二信號(hào)包括共模信號(hào)的同步化反相版本。

示例8.示例1－7的任意組合的電路，其中第一信號(hào)包括n個(gè)相位；其中第二信號(hào)包括m個(gè)相位；以及其中n大于或等于m。

示例9.示例1－8的任意組合的電路，其中負(fù)載包括電動(dòng)機(jī)；以及其中進(jìn)一步配置電路以經(jīng)由抵消電容器向電動(dòng)機(jī)的殼體施加第二信號(hào)。

示例10.示例1－9的任意組合的電路，其中進(jìn)一步配置電路以向連接至電動(dòng)機(jī)的軸桿的第二負(fù)載施加第二信號(hào)。

示例11.一種電路，配置用于：至少部分地基于輸入信號(hào)和共模信號(hào)產(chǎn)生抵消信號(hào)，其中抵消信號(hào)包括共模信號(hào)的反相版本；以及施加抵消信號(hào)至負(fù)載。

示例12.示例11的電路，其中電路包括多個(gè)開關(guān)；其中多個(gè)開關(guān)中的每個(gè)開關(guān)被配置用于在多個(gè)狀態(tài)之間切換；以及其中基于時(shí)鐘信號(hào)確定多個(gè)開關(guān)的狀態(tài)。

示例13.示例11－12的任意組合的電路，其中進(jìn)一步配置電路以經(jīng)由抵消電容器向負(fù)載施加抵消信號(hào)。

示例14.示例11－13的任意組合的電路，其中負(fù)載包括電動(dòng)機(jī)；以及其中進(jìn)一步配置電路以向連接至電動(dòng)機(jī)的軸桿的第二負(fù)載施加抵消信號(hào)。

示例15.一種系統(tǒng)，包括：電動(dòng)機(jī)；轉(zhuǎn)換器電路，被配置用于至少部分地基于輸入信號(hào)產(chǎn)生第一信號(hào)，其中第一信號(hào)包括共模信號(hào)和負(fù)載信號(hào)，其中配置轉(zhuǎn)換器電路以向電動(dòng)機(jī)施加第一信號(hào)；以及抵消電路，配置用于至少部分地基于輸入信號(hào)產(chǎn)生第二信號(hào)，第二信號(hào)包括共模信號(hào)的反相版本，其中配置抵消電路以經(jīng)由抵消電容器向電動(dòng)機(jī)施加第二信號(hào)。

示例16.示例15的系統(tǒng)，其中轉(zhuǎn)換器電路包括第一多個(gè)開關(guān)，其中第一多個(gè)開關(guān)中的每個(gè)開關(guān)配置用于在多個(gè)狀態(tài)之間切換，以及其中基于時(shí)鐘信號(hào)確定第一多個(gè)開關(guān)的狀態(tài)；以及其中抵消電路包括第二多個(gè)開關(guān)，其中配置第二多個(gè)開關(guān)的每個(gè)開關(guān)以在多個(gè)狀態(tài)之間切換，以及其中基于時(shí)鐘信號(hào)確定第二多個(gè)開關(guān)的狀態(tài)。

示例17.示例15－16的任意組合的系統(tǒng)，其中，向負(fù)載施加第二信號(hào)包括向電動(dòng)機(jī)施加第二信號(hào)并且向連接至電動(dòng)機(jī)的軸桿的第二負(fù)載施加抵消信號(hào)。

示例18.一種方法，包括：由第一電路至少部分地基于輸入信號(hào)產(chǎn)生第一信號(hào)，其中第一信號(hào)包括共模信號(hào)和負(fù)載信號(hào)；由抵消電路至少部分地基于輸入信號(hào)產(chǎn)生第二信號(hào)，其中第二信號(hào)包括共模信號(hào)的反相版本；由第一電路施加第一信號(hào)至負(fù)載；以及由抵消電路施加第二信號(hào)至負(fù)載。

示例19.示例18的方法，其中第一電路包括第一多個(gè)開關(guān)，其中第一多個(gè)開關(guān)的每個(gè)開關(guān)配置用于在多個(gè)狀態(tài)之間切換，以及其中基于時(shí)鐘信號(hào)確定第一多個(gè)開關(guān)的狀態(tài)；以及其中抵消電路包括第二多個(gè)開關(guān)，其中第二多個(gè)開關(guān)的每個(gè)開關(guān)配置用于在多個(gè)狀態(tài)之間切換，以及其中基于時(shí)鐘信號(hào)確定第二多個(gè)開關(guān)的狀態(tài)。

示例20.示例18－19任意組合的方法，其中負(fù)載包括電動(dòng)機(jī)；以及其中施加第二信號(hào)至負(fù)載包括由抵消電路經(jīng)由抵消電容器施加第二信號(hào)至電動(dòng)機(jī)；以及由抵消電路經(jīng)由抵消電容器施加第二信號(hào)至連接至電動(dòng)機(jī)的軸桿的第二負(fù)載。

已經(jīng)描述了本公開的各個(gè)示例。設(shè)計(jì)了所述系統(tǒng)、操作或功能的任意組合。這些和其他示例在以下權(quán)利要求的范圍內(nèi)。