具有死區(qū)時間變化以分散失真的功率變換器的制造方法
【專利摘要】功率變換器接收相橋臂兩端的直流電源電壓。相橋臂包含與直流鏈路跨接的上部開關(guān)裝置和下部開關(guān)裝置，其中上部和下部開關(guān)裝置之間的連接點配置為與負(fù)載連接。柵極驅(qū)動器與相橋臂連接，該柵極驅(qū)動器響應(yīng)于PWM頻率下的脈寬調(diào)制(PWM)控制信號而根據(jù)上部柵極信號啟用各上部開關(guān)裝置并且根據(jù)下部柵極信號啟用各下部開關(guān)裝置。柵極驅(qū)動器在死區(qū)時間插入信號的多個交替的配對集之間變換。死區(qū)時間插入信號的每個配對集對應(yīng)于在負(fù)載中流動的電流的不同失真，以便分散總失真。
【專利說明】具有死區(qū)時間變化從分散失真的功率變換器
【背景技術(shù)】
[0001] 本發(fā)明總體設(shè)及用于電動車輛的電力驅(qū)動系統(tǒng)的包括逆變器的功率變換器，W及 更具體地設(shè)及有選擇地插入用于控制開關(guān)裝置W避免直通的死區(qū)時間而在變換器的輸出 中沒有引入任何明顯的失真。
[0002] 電動車輛，例如混合動力電動車輛化EV)、插電式混合動力電動車輛(P肥V) W及純 電動車輛(肥V)，使用逆變器驅(qū)動的電機(jī)W提供牽引扭矩和再生制動扭矩。典型的電力驅(qū)動 系統(tǒng)包括通過接觸器開關(guān)與可變電壓變換器(WC)連接的直流(DC)電源(例如電池組或燃 料電池），該可變電壓變換器用于調(diào)整主DC鏈路電容器兩端的主總線電壓。逆變器被連接在 DC鏈路的主總線和牽引馬達(dá)之間W便將直流電轉(zhuǎn)換為與馬達(dá)線圈禪合W驅(qū)動車輛的交流 (AC)電。第二逆變器也可W被連接在主總線和發(fā)電機(jī)(如果存在的話)之間W提供從原動機(jī) (通常為內(nèi)燃機(jī))到直流鏈路的另一功率流路徑。
[0003] 逆變器包括具有多個相橋臂的橋接配置中連接的晶體管開關(guān)裝置(例如絕緣柵雙 極型晶體管，或IGBT)。典型的配置包括由具有S個相橋臂的逆變器驅(qū)動的S相馬達(dá)。電子 控制器打開和關(guān)閉開關(guān)W便使總線的DC電壓逆變?yōu)槭┘咏o馬達(dá)的AC電壓，或?qū)l(fā)電機(jī)的AC 電壓整流為總線上的DC電壓。在不同情況下，響應(yīng)包括電機(jī)的旋轉(zhuǎn)位置和每個相位中的電 流的流動的不同感測狀態(tài)來控制逆變器。
[0004] 馬達(dá)的逆變器優(yōu)選地脈寬調(diào)制DC鏈路電壓W便傳輸近似的正弦電流輸出W在所 需速度和扭矩驅(qū)動馬達(dá)。施加給IGBT的柵極的脈寬調(diào)制(PWM)控制信號使其按需打開和關(guān) 閉W便產(chǎn)生的電流符合所需的電流。
[0005] 因為逆變器的每個相橋臂具有跨接DC鏈路的一對上部和下部開關(guān)裝置，兩個裝置 不能同時導(dǎo)電（也就是打開)是很重要的。否則，產(chǎn)生的相橋臂的"直通"可能導(dǎo)致?lián)p壞開關(guān) 裝置。典型地將被稱為死區(qū)時間的短時間間隔一一在該間隔過程中關(guān)閉相橋臂的上部和下 部開關(guān)裝置一一與逆變器的PWM控制結(jié)合使用W便防止直通。在典型的PWM控制中，PWM占空 比與PWM載波信號的比較識別過渡時間，相橋臂的輸出連接點在該過渡時間從與直流鏈路 的一側(cè)(也就是正或負(fù))連接轉(zhuǎn)換為與另一側(cè)連接。沒有死區(qū)時間插入，相橋臂的一個柵極 信號將從打開變?yōu)殛P(guān)閉，同時其它柵極信號將從關(guān)閉變?yōu)榇蜷_。死區(qū)時間插入最常見的形 式將死區(qū)時間添加到過渡時間的兩側(cè)，例如使"打開'的柵極信號在過渡時間之前變?yōu)?關(guān) 閉"W及短暫地延遲"關(guān)閉"柵極信號向"打開"狀態(tài)的改變。然而，死區(qū)時間的插入已經(jīng)導(dǎo)致 傳輸給負(fù)載的輸出波形失真和引入控制延遲。
[0006] 通過修改死區(qū)時間插入來避免或減少失真的努力仍設(shè)及其它困難。例如，補(bǔ)償電 路已經(jīng)添加到相橋臂中的開關(guān)裝置，運導(dǎo)致成本和制造復(fù)雜性的增加。其他努力設(shè)及根據(jù) 在特定的相橋臂內(nèi)的電流流動的方向來修改插入的死區(qū)時間，運也已經(jīng)導(dǎo)致額外的成本和 復(fù)雜性。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007] 在本發(fā)明的一個方面，功率變換器包含配置為接收直流電源電壓的直流鏈路。相 橋臂包含跨接直流鏈路的上部開關(guān)裝置和下部開關(guān)裝置。上部和下部開關(guān)裝置之間的連接 點配置為與負(fù)載連接。柵極驅(qū)動器與相橋臂連接，該柵極驅(qū)動器響應(yīng)于PWM頻率下的脈寬調(diào) 審IJ(PWM)控制信號而根據(jù)上部柵極信號啟用上部開關(guān)裝置并且根據(jù)下部柵極信號啟用下部 開關(guān)裝置。柵極驅(qū)動器在用于上部和下部柵極信號的死區(qū)時間插入信號的多個交替的配對 集之間變換（shuffle)。死區(qū)時間插入信號的每個配對集對應(yīng)于在負(fù)載中流動的電流的不 同的失真。
【附圖說明】
[0008] 圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的電動車輛的動力傳動系統(tǒng)的原理框圖；
[0009] 圖2是示出了產(chǎn)生原始柵極信號和具有插入的死區(qū)時間的柵極信號的波形圖；
[0010] 圖3是示出了用于插入死區(qū)時間的可供替換的技術(shù)的波形圖；
[0011] 圖4是示出了產(chǎn)生多個可供替換的死區(qū)時間插入柵極信號的配對集的框圖，該多 個可供替換的死區(qū)時間插入柵極信號的配對集被多路復(fù)用器變換W選擇施加給相橋臂的 柵極驅(qū)動器的柵極驅(qū)動信號；
[0012] 圖5是示出了本發(fā)明的一個優(yōu)選方法的流程圖；
[0013] 圖6是更詳細(xì)地示出了用于選擇可供替換的柵極信號對的電路的原理框圖。
【具體實施方式】
[0014] 圖1示出了作為用于實施本發(fā)明的變換的死區(qū)時間插入的一種類型的車輛的混合 動力電動車輛10。車輪11通過變速器14可W由內(nèi)燃機(jī)12和/或牽引馬達(dá)13驅(qū)動。為了提供電 力推進(jìn)，可W通過接收DC鏈路電容器16的DC鏈路電壓的逆變器15驅(qū)動馬達(dá)13?？蒞通過本 領(lǐng)域已知的變換器18轉(zhuǎn)換來自電池組17的直流電產(chǎn)生DC鏈路電壓。
[001引逆變器15包括與馬達(dá)相線圈23、24和25連接的相橋臂20、21和22。相橋臂20具有串 聯(lián)地跨接DC鏈路16的上部開關(guān)裝置26和下部開關(guān)裝置27并且在裝置26和27之間提供與馬 達(dá)13線圈23連接的連接點28。類似地，相橋臂21具有上部開關(guān)裝置30和下部開關(guān)裝置31，而 相橋臂22具有上部開關(guān)裝置32和下部開關(guān)裝置33。連接點34和35分別與馬達(dá)線圈24和25連 接。
[0016] 開關(guān)裝置可W由IGBT、反并聯(lián)二極管、寬帶隙場效應(yīng)晶體管或其它裝置構(gòu)成。每個 上部和下部開關(guān)裝置具有與控制器38中的驅(qū)動器37連接的各自的柵極端子。電流傳感器40 測量流過每個相線圈的電流。將測量的電流的大小從傳感器40提供給控制器38中的邏輯電 路41用于確定通過驅(qū)動器37待施加給開關(guān)裝置的PWM開關(guān)信號。正如本領(lǐng)域已知的，可W將 測量的電流與根據(jù)扭矩需求42所確定的所需的馬達(dá)電流進(jìn)行比較，扭矩需求42可W從駕駛 員的輸入(例如加速器踏板)得出W便駕駛員可W控制車輛的速度。因此，電流反饋確定邏 輯電路41內(nèi)的P麗占空比，然后使用P歷占空比產(chǎn)生用于相橋臂開關(guān)裝置的P麗開關(guān)信號的 時序。
[0017] 圖2示出了相比于馬達(dá)的轉(zhuǎn)動頻率在高頻下（例如大約化化）WS角波形產(chǎn)生的 PWM載波信號45。使用根據(jù)電流控制產(chǎn)生柵極驅(qū)動開關(guān)信號的已知的PWM方法，響應(yīng)于在檢 測到的電流和目標(biāo)電流之間的任何誤差而產(chǎn)生PWM占空比信號46。占空比46與PWM載波信號 45相比較W產(chǎn)生圖2下部示出的PWM信號。信號47是原始上部裝置柵極信號Guo,當(dāng)PWM載波信 號45大于占空比信號46時Guo具有低的邏輯電平而當(dāng)占空比信號46大于Pmi載波信號45時 Guo具有高的邏輯電平。信號48示出了為Guo信號47的邏輯反相的原始下部裝置柵極信號Glo。
[0018] 為了避免使用原始柵極信號47和48可能發(fā)生的直通，可W如下執(zhí)行死區(qū)時間的插 入。通過將固定的時間延遲引入到信號47獲得波形50。固定的時間延遲表示避免由于上部 和下部柵極信號之間的噪聲或傳播延遲差(典型地具有幾微秒的持續(xù)時間）可能產(chǎn)生的上 部和下部開關(guān)裝置的同時啟用的足夠長的死區(qū)時間插入。通過形成所示的原始柵極信號47 和延遲的柵極信號50的邏輯與來獲得死區(qū)時間插入的上部開關(guān)裝置柵極信號(Gudi)51。信 號52顯示了使用相同的固定延遲的下部柵極信號48的時間延遲版本。W原始下部裝置柵極 信號48和延遲的信號52的邏輯與產(chǎn)生死區(qū)時間插入的下部開關(guān)裝置柵極信號(Gldi)53。在 現(xiàn)有技術(shù)中，在各種情況下已經(jīng)分別使用死區(qū)時間插入的上部和下部柵極信號51和53(Gudi 和Gldi )來驅(qū)動相橋臂開關(guān)裝置，也就是在每個開關(guān)事件中插入死區(qū)時間54。
[0019] 圖3說明了用于產(chǎn)生不需要圖2所示的技術(shù)所需的信號延遲框的死區(qū)時間插入的 信號的可供選擇的方法。取代使用明確的信號延遲，通過從占空比信號46加上或減去固定 的偏置(表示為A )來獲得偏置占空比56和57,并且當(dāng)產(chǎn)生柵極驅(qū)動信號時，偏置值被用于 與P歷載波比較。因此，基于將占空比46與P麗載波45進(jìn)行比較W通常的方式獲得原始上部 和下部柵極驅(qū)動信號Guo和Glo,運為原始信號提供了過渡58和59。為了產(chǎn)生死區(qū)時間插入信 號，將PWM載波信號45與偏置占空比進(jìn)行如下比較。為了產(chǎn)生下部柵極死區(qū)時間插入驅(qū)動信 號，將Pmi載波45與正偏置占空比56(也就是命令的占空比+A )進(jìn)行比較并且逆變比較結(jié) 果。因此，具有死區(qū)時間插入Gldi的下部柵極驅(qū)動信號等于使用正偏置占空比56獲得的逆變 的上部柵極驅(qū)動信號召;;。下部柵極信號百;;云具有與PWM載波45與正偏置占空比56相交 相一致的過渡60和61。為了產(chǎn)生上部死區(qū)時間插入柵極驅(qū)動信號Gudi,使用負(fù)偏置占空比 57。顯示了該信號的過渡62和63,該信號也表示為Guo-因為該信號是使用負(fù)偏置產(chǎn)生的。因 此，通過將偏置用于占空比，獲得了設(shè)置死區(qū)時間間隔的柵極驅(qū)動信號的過渡時間的變化。
[0020] 同本發(fā)明同時提交的共同待決的美國申請序列號14/601，282 (歸檔號 83482739)一一此處通過引用將其整體納入本文一一公開了依賴于相橋臂中的電流流動的 方向和大小的死區(qū)時間信號的選擇插入。為了足夠的正向相電流，上部開關(guān)裝置使用原始 的、未修改的柵極信號而下部開關(guān)裝置使用死區(qū)時間插入柵極信號。為了足夠的負(fù)向相電 流，下部開關(guān)裝置使用原始的、未修改的柵極信號而上部開關(guān)裝置使用死區(qū)時間插入柵極 信號。為了中間值電流，兩個開關(guān)都使用死區(qū)時間插入柵極信號。本發(fā)明的一個目標(biāo)是避免 將測量的電流與必要的闊值進(jìn)行比較來表征電流是否是足夠正或負(fù)的需要。
[0021] 由死區(qū)時間插入引起的電流失真依賴于用于驅(qū)動開關(guān)裝置的最終的占空比從原 始占空比偏移的特定量。用于限定死區(qū)時間的不同的過程在最終占空比中可能產(chǎn)生與原始 占空比的不同的偏移。如果上部裝置和下部裝置分別使用圖3的Guo和石;；；：，則從上部和下 部裝置之間的連接點流出的電流沒有電流失真，因為上部裝置控制了該電流的方向并且上 部裝置接收了原始柵極信號Guo。在此期間，柵極信號的該結(jié)合導(dǎo)致流入上部和下部裝置之 間的連接點的電流的電流失真，因為下部裝置控制該電流的方向而下部裝置沒有接收原始 柵極信號Glo。類似地，如果上部裝置和下部裝置分別使用圖3的Guo-和Glo,則流入上部和下 部裝置之間的連接點的電流沒有電流失真，但導(dǎo)致從該連接點流出的電流的電流失真。取 代根據(jù)電流方向選擇上部和下部柵極信號的組合，本發(fā)明選擇(也就是變換)柵極信號組合 的特定的模式W便由相對于電流方向的柵極信號組合的錯誤選擇引起的失真可W被散開。 因此，相比于使用圖2的常規(guī)的死區(qū)時間插入和柵極信號組合的情況獲得了較少的電流失 真。
[0022] 如圖4所示，PWM控制器65將原始柵極驅(qū)動信號Guo和Glo提供給死區(qū)時間插入框sees,死區(qū)時間插入框 66-68 將上部和下部柵極信號的死區(qū)時間插入信號的各配對集提供給 多路復(fù)用器69的各輸入。死區(qū)時間插入信號的每個配對集對應(yīng)于在負(fù)載中流動的電流的不 同的失真。例如，來自第一插入框66的柵極信號的第一配對集可W由偏移上部開關(guān)裝置的 占空比而在下部開關(guān)裝置的占空比中沒有任何偏移組成。來自第二插入框67的柵極信號的 第二配對集可W由偏移下部開關(guān)裝置的占空比而在上部開關(guān)裝置的占空比中沒有任何偏 移組成。同時，來自第=插入框68的柵極信號的第=配對集可W由偏移上部和下部開關(guān)裝 置的占空比組成?？晒┻x擇地，通過使用圖2的不同的延遲時間、圖3的不同的占空比偏置或 通過使用利用不同的PWM載波頻率、不同的載波信號(例如銀齒波取代=角波)或圖3的占空 比偏置A的不同大小進(jìn)行的死區(qū)時間插入時序的其它變化來產(chǎn)生死區(qū)時間插入柵極信號 的配對集。多路復(fù)用器69根據(jù)分散失真的模式在上部和下部柵極信號的死區(qū)時間插入信號 的配對集之間變換。
[0023] 圖5概括了優(yōu)選的方法，其中在步驟75中對脈寬調(diào)制信號進(jìn)行采樣。通過將PWM載 波信號與占空比命令、正偏置占空比命令(+A )，W及負(fù)偏置占空比命令(-A )進(jìn)行比較，產(chǎn) 生了上部和下部開關(guān)裝置的死區(qū)時間插入柵極信號的兩個或多個可供替換的配對集。在步 驟77中通過獲得柵極信號選擇模式的當(dāng)前值來進(jìn)行配對集變換。選擇模式可W是提供足夠 的失真分散的任何模式。優(yōu)選的模式包括重復(fù)模式或隨機(jī)模式。重復(fù)模式包括交替（例如 "些010101-，"）或重復(fù)框(例如"110100110100110100-，"）。隨機(jī)模式例如包括根據(jù)隨機(jī)數(shù) 發(fā)生器的擬隨機(jī)模式。優(yōu)選將選擇模式在PWM載波頻率下的死區(qū)時間插入信號的可用的配 對集之間轉(zhuǎn)換。在步驟78中將選擇的配對集傳遞到柵極驅(qū)動器作為柵極信號Gu和Gl。在步驟 79中進(jìn)行核查W確定馬達(dá)運行是否結(jié)束。如果沒有結(jié)束，則返回至步驟75W繼續(xù)對調(diào)制信 號進(jìn)行采樣，否則該方法結(jié)束。
[0024] 圖6顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例的用于變換死區(qū)時間插入的可替換的配 對的邏輯電路80。邏輯電路80可W包括所示的專用電子電路部件或可W使用可編程的控制 器(例如微控制器)來實施。比較器81具有接收占空比命令信號（例如圖2的占空比信號46) 的同相輸入。比較器81具有接收P歷載波信號的反相輸入。響應(yīng)于比較，比較器81將原始上 部柵極驅(qū)動信號Guo輸出給多路復(fù)用器82的第一輸入。第一輸入是選擇一的輸入，當(dāng)高邏輯 電平(二進(jìn)制數(shù)"r)信號存在于多路復(fù)用器82的選擇輸入(S化)時該選擇一的輸入穿過多 路復(fù)用器82。此外，通過逆變器83逆變比較器81的輸出W將原始下部柵極驅(qū)動信號Glo提供 給多路復(fù)用器84的第一(選擇一的)輸入。
[0025] 如下提供用于產(chǎn)生死區(qū)時間插入信號的另外一對比較器85和86。比較器85在它的 同相輸入接收負(fù)偏置占空比（占空比-A)而在它的反向輸入接收PWM載波信號。比較器85的 輸出將上部死區(qū)時間插入柵極信號Guo-提供給多路復(fù)用器82的選擇零的輸入。比較器86在 它的同相輸入接收正偏置占空比（占空比+A )而在它的反向輸入接收PWM載波信號。通過逆 變器87逆變比較器86的輸出W將下部死區(qū)時間插入柵極信號5；；之提供給多路復(fù)用器84的 選擇零的輸入。
[0026] D-型的觸發(fā)器88在它的D-輸入接收變換模式。時鐘輸入接收時鐘信號（例如W與 PWM載波信號相等的頻率）W便交替觸發(fā)器88的Q和非Q輸出W便變換模式和它的逆分別與 多路復(fù)用器82和84的沈L輸入連接。當(dāng)變換模式具有高邏輯電平信號時，多路復(fù)用器82在用 于連接驅(qū)動器電路90中的放大器91的輸入的多路復(fù)用器82的第一輸入處選擇原始上部柵 極驅(qū)動信號Guo。同時，觸發(fā)器88提供至多路復(fù)用器84的逆變輸出（非Q)在用于連接驅(qū)動器電 路90中的放大器91的輸入的多路復(fù)用器84的0輸入處選擇死區(qū)時間插入下部柵極驅(qū)動信號 這;;當(dāng)變換模式具有低邏輯電平信號時，交替的死區(qū)時間信號對(也就是Glo和Guo-)被選 擇并且與開關(guān)裝置92和94禪合。
[0027] 在本發(fā)明中，死區(qū)時間插入信號的配對集對應(yīng)于在負(fù)載(馬達(dá)相線圈）中流動的電 流的不同的失真。除了分散由交替用于形成死區(qū)時間插入柵極信號的選擇模式造成的失真 之外，每當(dāng)柵極信號選擇集剛好使用當(dāng)時攜帶大電流的開關(guān)裝置的原始(也就是未修改的） 柵極信號，本發(fā)明進(jìn)一步減少失真（正如共同待決的美國申請序列號14/601,282(歸檔號 83482739)中進(jìn)一步解釋的）。
【主權(quán)項】
1. 一種功率變換器，包含： 直流鏈路，所述直流鏈路配置為接收直流電源電壓； 相橋臂，所述相橋臂包含跨接所述直流鏈路的上部開關(guān)裝置和下部開關(guān)裝置，其中所 述上部和下部開關(guān)裝置之間的連接點配置為與負(fù)載連接；以及 與所述相橋臂連接的柵極驅(qū)動器，所述柵極驅(qū)動器響應(yīng)于PWM頻率下的脈寬調(diào)制(PWM) 控制信號而根據(jù)上部柵極信號啟用所述上部開關(guān)裝置并且根據(jù)下部柵極信號啟用所述下 部開關(guān)裝置； 其中所述柵極驅(qū)動器在所述上部和下部柵極信號的死區(qū)時間插入信號的多個交替的 配對集之間變換，以及其中所述死區(qū)時間插入信號的每個配對集對應(yīng)于在所述負(fù)載中流動 的電流的不同失真。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率變換器，其中所述柵極驅(qū)動器在死區(qū)時間插入信號的兩 個交替的配對集之間變換，以及其中所述變換由遵循預(yù)定的重復(fù)模式來選擇所述配對集組 成。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的功率變換器，其中所述預(yù)定的重復(fù)模式以所述PWM頻率從一個 配對集轉(zhuǎn)換到另一個配對集。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率變換器，其中變換由隨機(jī)選擇所述配對集組成。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率變換器，其中所述死區(qū)時間插入信號的第一配對集由以 下組成：1)所述上部和下部柵極信號中的一個的原始PWM版本加上用于停用各開關(guān)裝置的 死區(qū)時間的修改，以及2)所述上部和下部柵極信號中的另一個的未修改的原始PWM版本。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的功率變換器，其中所述死區(qū)時間插入信號的第二配對集由以 下組成：1)所述上部和下部柵極信號中所述一個的未修改的原始PWM版本，以及2)所述上部 和下部柵極信號中的所述另一個的原始PWM版本加上用于停用各開關(guān)裝置的死區(qū)時間的修 改。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率變換器，進(jìn)一步包含： 第二相橋臂，所述第二相橋臂包含跨接所述直流鏈路的第二上部開關(guān)裝置和第二下部 開關(guān)裝置，其中所述第二上部和下部開關(guān)裝置之間的第二連接點配置為與所述負(fù)載連接； 以及 與所述第二相橋臂連接的第二柵極驅(qū)動器，所述第二柵極驅(qū)動器響應(yīng)于所述PWM頻率 下的所述PWM控制信號而根據(jù)第二上部柵極信號啟用所述第二上部開關(guān)裝置并且根據(jù)第二 下部柵極信號啟用所述第二下部開關(guān)裝置； 其中所述第二柵極驅(qū)動器在所述第二上部和下部柵極信號的死區(qū)時間插入信號的多 個交替的配對集之間變換，以及其中所述死區(qū)時間插入信號的每個配對集對應(yīng)于在所述負(fù) 載中流動的各電流的不同失真。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的功率變換器，進(jìn)一步包含： 第三相橋臂，所述第三相橋臂包含跨接所述直流鏈路的第三上部開關(guān)裝置和第三下部 開關(guān)裝置，其中所述第三上部和下部開關(guān)裝置之間的第三連接點配置為與所述負(fù)載連接； 以及 與所述第三相橋臂連接的第三柵極驅(qū)動器，所述第三柵極驅(qū)動器響應(yīng)于所述PWM頻率 下的所述PWM控制信號而根據(jù)第三上部柵極信號啟用所述第三上部開關(guān)裝置并且根據(jù)第三 下部柵極信號啟用所述第三下部開關(guān)裝置； 其中所述第三柵極驅(qū)動器在所述第三上部和下部柵極信號的死區(qū)時間插入信號的多 個交替的配對集之間變換，以及其中所述死區(qū)時間插入信號的每個配對集對應(yīng)于在所述負(fù) 載中流動的各電流的不同失真。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率變換器，其中所述負(fù)載由道路車輛的電動牽引馬達(dá)組成， 以及其中所述PWM控制信號對應(yīng)于所述牽引馬達(dá)所需的扭矩。10. -種控制功率變換器的方法，包含： 以pmi頻率產(chǎn)生彼此互補(bǔ)的原始上部和下部柵極信號，所述原始上部和下部柵極信號 用于驅(qū)動相橋臂中的各開關(guān)裝置； 產(chǎn)生死區(qū)時間插入信號的多個交替的配對集；以及 在所述配對集之間變換以啟用所述開關(guān)裝置，其中每個配對集對應(yīng)于在所述相橋臂中 流動的電流的不同失真。11. 根據(jù)權(quán)利要求?ο所述的方法，其中所述變換步驟是在所述死區(qū)時間插入信號的兩 個交替的配對集之間變換，以及其中所述變換由遵循預(yù)定的重復(fù)模式來選擇所述配對集組 成。12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述預(yù)定的重復(fù)模式以所述PWM頻率從一個配對 集轉(zhuǎn)換到另一個配對集。13. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述變換由隨機(jī)選擇所述配對集組成。14. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述死區(qū)時間插入信號的第一配對集由以下組 成：1)所述上部和下部柵極信號中的一個的原始PWM版本加上用于停用各開關(guān)裝置的死區(qū) 時間的修改，以及2)所述上部和下部柵極信號中的另一個的未修改的原始PWM版本。15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述死區(qū)時間插入信號的第二配對集由以下組 成：1)所述上部和下部柵極信號中的所述一個的未修改的原始PWM版本，以及2)所述上部和 下部柵極信號中的所述另一個的原始PWM版本加上用于停用各開關(guān)裝置的死區(qū)時間的修 改。16. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述功率變換器為用于電動道路車輛的電動牽 引馬達(dá)的逆變器。17. -種功率變換器，包含： 直流鏈路，所述直流鏈路配置為接收直流電源電壓； 相橋臂，所述相橋臂包含跨接所述直流鏈路的上部開關(guān)裝置和下部開關(guān)裝置，其中所 述上部和下部開關(guān)裝置之間的連接點配置為與負(fù)載連接； 與所述相橋臂連接的柵極驅(qū)動器，所述柵極驅(qū)動器根據(jù)上部柵極信號啟用所述上部開 關(guān)裝置并且根據(jù)下部柵極信號啟用所述下部開關(guān)裝置;以及 控制器，所述控制器1)將HVM載波信號與命令的占空比進(jìn)行比較以產(chǎn)生原始上部和下 部柵極驅(qū)動信號;2)產(chǎn)生作為所述原始上部和下部柵極信號的修改的死區(qū)時間插入信號的 第一配對集;3)產(chǎn)生作為所述原始上部和下部柵極信號的修改的死區(qū)時間插入信號的第二 配對集，其中所述死區(qū)時間插入信號的所述第一和第二配對集對應(yīng)于在所述負(fù)載中流動的 電流的不同失真；以及4)在所述配對集之間變換以啟用所述開關(guān)裝置。18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的功率變換器，其中所述死區(qū)時間插入信號的所述第一配對 集由以下組成：1)所述上部和下部柵極信號中的一個的原始值加上死區(qū)時間的修改，以及 2)所述上部和下部柵極信號中的另一個的未修改的原始值。19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的功率變換器，其中所述死區(qū)時間插入信號的第二配對集由 以下組成：1)所述上部和下部柵極信號中的所述一個的未修改的原始值，以及2)所述上部 和下部柵極信號中的所述另一個的原始值加上死區(qū)時間的修改。20. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的功率變換器，其中所述變換由遵循預(yù)定的重復(fù)模式來選擇 所述配對集組成。
【文檔編號】H02M7/5387GK105827137SQ201610028154
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年1月15日
【發(fā)明人】邁克爾·W·德格尼爾, 陳清麒, 菊池潤
【申請人】福特全球技術(shù)公司