死區(qū)時間插入預補償?shù)墓β首儞Q器的制造方法
【專利摘要】一種功率變換器具有相橋臂，相橋臂具有跨接DC鏈路的上部開關(guān)裝置和下部開關(guān)裝置。裝置之間的連接點被連接到負載。電流傳感器檢測從連接點流入負載的電流的方向。柵極驅(qū)動器響應(yīng)于脈寬調(diào)制(PWM)以由可變占空比生成標稱柵極信號而根據(jù)上部和下部柵極信號來激活裝置。當檢測到正電流方向時，則上部柵極信號具有相對于標稱信號移動預定的偏置量的導通時間和關(guān)斷時間，并且所述死區(qū)時間被增加到下部柵極信號。當檢測到負方向時，則下部柵極信號具有相對于標稱信號移動預定的偏置量的導通時間和關(guān)斷時間，并且死區(qū)時間被增加到上部柵極信號。
【專利說明】死區(qū)時間插入預補償?shù)墓β首儞Q器
【背景技術(shù)】
[0001] 本發(fā)明總體設(shè)及用于電動車輛的電驅(qū)動系統(tǒng)的包括逆變器的功率變換器，并且更 具體地設(shè)及用于控制開關(guān)裝置使得死區(qū)時間間隔可W在不引入變換器的輸出的任何顯著 失真的情況下插入的預補償柵極驅(qū)動信號。
[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皿V)、W及 純電動車輛(BEV)，使用逆變器驅(qū)動的電機來提供牽引扭矩和再生制動扭矩。典型的電驅(qū)動 系統(tǒng)包括DC(直流）電源(例如電池組或燃料電池），DC電源通過接觸器開關(guān)連接到可變電壓 變換器(VVC) W調(diào)節(jié)主DC鏈路電容器兩端的主總線電壓。逆變器連接在用于DC鏈路的主總 線和牽引馬達之間W便將DC功率轉(zhuǎn)換成連接到馬達的線圈W推進車輛的AC(交流)功率。第 二逆變器也可W連接在主總線和發(fā)電機(如果存在的話)之間W提供從原動機一一通常是 內(nèi)燃發(fā)動機一一到DC鏈路的另一條功率流路徑。
[0003] 逆變器包括W橋式配置連接包括多個相橋臂的晶體管開關(guān)裝置(例如絕緣柵雙極 型晶體管，或稱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。電子 控制器接通和斷開開關(guān)W便將來自總線的DC電壓轉(zhuǎn)化成施加到馬達的AC電壓，或?qū)碜园l(fā) 電機的AC電壓整流成總線上的DC電壓。在每種情況下，逆變器響應(yīng)于包括電機的旋轉(zhuǎn)位置 和流進每個相中的電流的各種感測到的條件來控制。
[0004] 用于馬達的逆變器可W優(yōu)選脈寬調(diào)制DC鏈路電壓，W便傳送正弦電流輸出的近似 值W在所需的速度和扭矩下驅(qū)動馬達。施加到IGBT的柵極的脈寬調(diào)制(P麗)控制信號根據(jù) 需要使其接通和斷開使得所產(chǎn)生的電流匹配所需的電流。
[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，重要的 是，運兩個裝置不能同時導通（即，接通）。否則，所產(chǎn)生的相橋臂的"直通"可能導致?lián)p壞開 關(guān)裝置。關(guān)于逆變器的PWM控制通常使用在相橋臂的上部和下部開關(guān)裝置都斷開期間的短 的時間間隔一一被稱為死區(qū)時間一一W便防止直通。然而，死區(qū)時間的插入已導致傳送到 負載的輸出波形的失真和控制延遲的引入。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 在本發(fā)明的一個方面，一種功率變換器包含配置用于接收DC電源電壓的DC鏈路和 至少一個相橋臂。相橋臂包含跨接DC鏈路的上部開關(guān)裝置和下部開關(guān)裝置。上部開關(guān)裝置 和下部開關(guān)裝置之間的連接點配置為連接到負載。用于相橋臂的電流傳感器檢測從連接點 到負載的電流的方向為正或為負。柵極驅(qū)動器連接到相橋臂W響應(yīng)于脈寬調(diào)制(PWM) W由 可變占空比生成標稱柵極信號而根據(jù)上部柵極信號激活上部開關(guān)裝置并且根據(jù)下部柵極 信號激活下部開關(guān)裝置。當檢測到正電流方向時，則上部柵極信號具有相對于標稱柵極信 號各自移動預定的偏置量的導通時間和關(guān)斷時間，并且下部柵極信號具有相對于上部柵極 信號的相應(yīng)的關(guān)斷時間延遲的導通時間并且具有相對于上部柵極信號的相應(yīng)的導通時間 提前的關(guān)斷時間。當檢測到負電流方向時，則下部柵極信號具有相對于標稱柵極信號各自 移動預定的偏置量的導通時間和關(guān)斷時間，并且上部柵極信號具有相對于下部柵極信號的 相應(yīng)的關(guān)斷時間延遲的導通時間并且具有相對于下部柵極信號的相應(yīng)的導通時間提前的 關(guān)斷時間。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中對于正電流方向和負電流方向二者，上部柵極信 號和下部柵極信號被連續(xù)地生成，并且其中響應(yīng)于檢測到的電流方向為柵極驅(qū)動器選擇相 應(yīng)的柵極信號。
[000引根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中脈寬調(diào)制包括PWM載波信號，其中當通過將PWM載 波信號和來自可變占空比的正偏置進行比較而檢測到正電流方向時，生成上部柵極信號和 下部柵極信號，并且其中當通過將PWM載波信號和來自可變占空比的負偏置進行比較而檢 測到負電流方向時，生成上部柵極信號和下部柵極信號。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中柵極信號是通過與選通每個比較信號與各自的延 遲的比較信號而生成，其中延遲的比較信號是根據(jù)預定的死區(qū)時間tD而延遲。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中載波信號具有預定的斜率，并且其中正偏置和負 偏置之間的差除W預定的斜率等于預定的死區(qū)時間tD。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中載波信號包含=角波形。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，功率變換器進一步包含：
[0013] 第二相橋臂，所述第二相橋臂包含跨接DC鏈路的第二上部開關(guān)裝置和第二下部開 關(guān)裝置，其中第二上部開關(guān)裝置和所述第二下部開關(guān)裝置之間的第二連接點配置為連接到 負載；
[0014] 用于第二相橋臂的第二電流傳感器，第二電流傳感器檢測從第二連接點流入負載 的第二電流的方向為正或為負；W及
[001引連接到第二相橋臂的第二柵極驅(qū)動器，第二柵極驅(qū)動器響應(yīng)于第二P歷載波信號 W由可變占空比生成標稱第二柵極信號而根據(jù)第二上部柵極信號激活第二上部開關(guān)裝置 并且根據(jù)第二下部柵極信號激活第二下部開關(guān)裝置；
[0016] 其中當檢測到所述正第二電流方向時，則第二上部柵極信號具有相對于標稱第二 柵極信號各自移動預定的偏置量的導通時間和關(guān)斷時間，并且第二下部柵極信號具有相對 于所述第二上部柵極信號的相應(yīng)的關(guān)斷時間延遲的導通時間并且具有相對于第二上部柵 極信號的相應(yīng)的導通時間提前的關(guān)斷時間;并且
[0017] 其中當檢測到負第二電流方向時，則第二下部柵極信號具有相對于標稱第二柵極 信號各自移動第二預定的偏置量的導通時間和關(guān)斷時間，并且第二上部柵極信號具有相對 于第二下部柵極信號的相應(yīng)的關(guān)斷時間延遲的導通時間并且具有相對于第二下部柵極信 號的相應(yīng)的導通時間提前的關(guān)斷時間。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中所述負載包含用于 道路車輛的電動牽引馬達，并且其中所述可變占空比對應(yīng)于所述牽引馬達的所需扭矩。
[001引根據(jù)本發(fā)明，提供一種功率變換器，包含：
[0019] DC鏈路，DC鏈路配置用于接收D地源電壓；
[0020] 相橋臂，相橋臂包含跨接DC鏈路的上部開關(guān)裝置和下部開關(guān)裝置，其中上部開關(guān) 裝置和下部開關(guān)裝置之間的連接點配置為連接到負載；
[0021] 用于相橋臂的電流傳感器，電流傳感器檢測從連接點流入負載的電流的方向為正 或為負；W及
[0022] 連接到相橋臂的柵極驅(qū)動器，柵極驅(qū)動器根據(jù)上部柵極信號激活上部開關(guān)裝置并 且根據(jù)下部柵極信號激活下部開關(guān)裝置;W及
[0023] 控制器，控制器1)生成來自命令的占空比的正占空比偏置和負占空比偏置，2)將 P麗載波信號與占空比偏置進行比較W生成第一比較信號和第二比較信號，3)將比較信號 與各自的延遲的比較信號與選通W生成正預補償?shù)臇艠O驅(qū)動信號和負預補償?shù)臇艠O驅(qū)動 信號，其中延遲的比較信號是根據(jù)預定的死區(qū)時間tD而延遲，4)當方向為正時，選擇正預補 償?shù)臇艠O驅(qū)動信號，并且5)當所述方向為負時，選擇負預補償?shù)臇艠O驅(qū)動信號。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中載波信號具有預定的斜率，并且其中正偏置占空 比和負偏置占空比之間的差除W預定的斜率等于預定的死區(qū)時間tD。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中載波信號包含=角波形。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，其中負載包含用于道路車輛的電動牽引馬達，并且其 中可變占空比對應(yīng)于牽引馬達的所需扭矩。
【附圖說明】
[0027] 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)的示意性框 圖；
[0028] 圖2是示出了有插入死區(qū)時間和沒有插入死區(qū)時間的柵極信號的生成的波形圖；
[0029] 圖3是示出了一個相橋臂的示意圖；
[0030] 圖4是示出了原始（即，標稱)柵極驅(qū)動信號的修正的波形圖，其中死區(qū)時間可W隨 后被插入到大體上無失真的柵極驅(qū)動信號中；
[0031] 圖5是示出了本發(fā)明的一個優(yōu)選方法的流程圖；
[0032] 圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例的電路的框圖。
【具體實施方式】
[0033] 圖1示出了作為用于實施本發(fā)明的死區(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可W通過內(nèi)燃發(fā)動機12和/或通過牽引馬達13經(jīng)由變速器14來驅(qū)動。為了 提供電推進，馬達13可W經(jīng)由逆變器15來驅(qū)動，逆變器15在DC鏈路電容器16處接收DC鏈路 電壓。DC鏈路電壓可W起因于由變換器(DC-DC)IS引起的來自電池組17的DC功率的轉(zhuǎn)換，如 現(xiàn)有技術(shù)已知的那樣。
[0034] 逆變器15包括連接到馬達相線圈23、24和25的相橋臂20、21和22。相橋臂20具有上 部開關(guān)裝置26和下部開關(guān)裝置27,上部開關(guān)裝置26和下部開關(guān)裝置27串聯(lián)跨接在DC鏈路16 兩端并且提供裝置26和27之間的連接點28,連接點28連接到馬達13的線圈23。同樣地，相橋 臂21具有上部開關(guān)裝置30和下部開關(guān)裝置31，同時相橋臂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分別連接到馬達線圈24和25。
[0035] 開關(guān)裝置可W包含IGBT、反并聯(lián)二極管、寬帶隙場效應(yīng)晶體管(FET)或其他裝置。 上部開關(guān)裝置和下部開關(guān)裝置中的每個具有連接到控制器38中的驅(qū)動器37的各自的柵極 端子。連接到相橋臂的每個連接點的電流傳感器40測量流過每個相線圈的電流。從傳感器 40測得的電流大小被提供到控制器38中的邏輯電路41，用于確定通過驅(qū)動器37施加到開關(guān) 裝置的PWM開關(guān)信號。如本領(lǐng)域已知的，測得的電流可W與根據(jù)扭矩需求42所確定的所需的 馬達電流進行比較，扭矩需求42可W從操作者輸入例如從加速器踏板得到，使得操作者可 W控制車輛速度。因此，電流反饋在邏輯電路41中確定PWM占空比，PWM占空比然后用于生成 用于相橋臂開關(guān)裝置的PWM開關(guān)信號的時序。
[0036] 圖2示出了 PWM載波信號45，其在相比于馬達的旋轉(zhuǎn)頻率的高頻率（例如，大約 5kHz)下生成為S角波形。使用用于基于電流控制來生成柵極驅(qū)動開關(guān)信號的已知P歷方 法，PWM占空比信號46響應(yīng)于檢測到的電流和目標電流之間的任何誤差而生成。將占空比46 與PWM載波信號45進行比較W生成W下圖2中所示的PWM信號。信號47是原始上部裝置柵極 信號Guo,當P歷載波信號45大于占空比信號46時Guo具有低邏輯電平，并且當占空比信號46 大于PWM載波信號45時，Guo具有高邏輯電平。信號48示出了原始下部裝置柵極信號Glo,其是 Guo信號47的邏輯反相。運些原始（即，標稱)柵極信號除了通過使用PWM載波信號之外，可W 例如通過直接數(shù)值計算而生成。
[0037] 為了避免使用原始柵極信號47和48可能發(fā)生的直通，常規(guī)的死區(qū)時間插入如下執(zhí) 行。通過將時間延遲(例如，固定的死區(qū)時間延遲tD)引入到信號47中得到波形50。固定的時 間延遲代表避免由于上部柵極信號和下部柵極信號之間的噪聲或傳播延遲差可能發(fā)生的 上部開關(guān)裝置和下部開關(guān)裝置的同時激活的足夠長的死區(qū)時間插入(通常具有幾微秒的持 續(xù)時間）。通過原始柵極信號47和延遲的柵極信號50的與選通(AND-gating)(即，形成邏輯 與)得到死區(qū)時間插入的上部開關(guān)裝置柵極信號(Gudi)51。信號52示出了使用同樣的固定延 遲tD的下部柵極信號48的時間延遲版本。死區(qū)時間插入的下部開關(guān)裝置柵極信號(Gldi)53 被生成為原始下部裝置柵極信號48和延遲的信號52的邏輯與。在現(xiàn)有技術(shù)中，死區(qū)時間插 入的上部柵極信號51和下部柵極信號53(Gudi和Gldi)已分別用于在所有條件下驅(qū)動相橋臂 開關(guān)裝置（即，在每次開關(guān)事件時插入死區(qū)時間54)，其中開關(guān)裝置導通的每個正轉(zhuǎn)變已被 延遲而開關(guān)裝置關(guān)斷的每個負轉(zhuǎn)變不變。
[0038] 圖3更詳細地示出了相橋臂20,其中電流i的大體上正弦流動55當從連接點28流入 馬達相線圈23時具有正方向并且當從線圈23流入連接點2別寸具有負方向。當相電流為正的 時間期間，則換相發(fā)生在主動上部開關(guān)裝置26a和被動下部開關(guān)裝置27p之間。換言之，盡管 主動裝置26a和27a被交替激活，但是僅主動上部裝置26a被導通并且下部主動裝置27a不攜 帶電流，因為電流方向與此相反。下部被動裝置27p在上部主動裝置26a未被激活的時間周 期期間攜帶電流。同樣地，當相電流為負時，換相發(fā)生在被動上部裝置26p和主動下部裝置 27a之間。
[0039] 原始標稱PWM開關(guān)信號(在死區(qū)時間插入前)通過提供相電壓V操作，旨在根據(jù)W下 公式實現(xiàn)目標電流i:
[0040]
[0041] 其中L是相電感。積分的單位為伏秒。死區(qū)時間插入產(chǎn)生導致電流失真的丟失或額 外的伏秒(取決于電流方向）。本發(fā)明的目的是預補償PWM生成的信號W考慮由死區(qū)時間插 入引入的丟失或額外的伏秒W便避免負載電流失真。更具體地，當檢測到的電流方向為正 時，則上部柵極信號具有相對于標稱柵極信號各自移動預定偏置量（例如，等于死區(qū)時間 tD)的導通時間和關(guān)斷時間。因為它們同等移動，所W由主動上部開關(guān)裝置傳送的總伏秒沒 有偏差。下部柵極信號具有增加的死區(qū)時間，增加的死區(qū)時間通過相對于上部柵極信號的 相應(yīng)的關(guān)斷時間延遲其導通時間并且相對于上部柵極信號的相應(yīng)的導通時間提前其關(guān)斷 時間而產(chǎn)生。因為下部開關(guān)裝置是被動的，所W死區(qū)時間插入在不產(chǎn)生失真的情況下實現(xiàn)。
[0042] 當檢測到的電流方向為負時，則下部柵極信號具有相對于標稱柵極信號各自移動 預定偏置量(例如，等于死區(qū)時間tD)的導通時間和關(guān)斷時間。因為他們同等偏置，所W由主 動下部開關(guān)裝置傳送的總伏秒沒有偏差。上部柵極信號在增加的死區(qū)時間生成，增加的死 區(qū)時間通過相對于下部柵極信號的相應(yīng)的關(guān)斷時間延遲其導通時間并且相對于下部柵極 信號的相應(yīng)的導通時間提前其關(guān)斷時間而產(chǎn)生。因為在運種情況下上部開關(guān)裝置是被動 的，所W死區(qū)時間插入在不產(chǎn)生失真的情況下實現(xiàn)。
[0043] 圖4示出了用于生成預補償死區(qū)時間插入柵極信號的一種優(yōu)選方法的信號波形。 在該方法中，PWM載波信號與偏置的占空比信號而不是與常規(guī)獲得的可變占空比的標稱值 進行比較。因此，電流反饋用于確定占空比信號46的標稱目標值。"+A"或"正偏置"占空比 信號60通過占空比信號46增加預定的偏置量而獲得。"-A"或"負偏置"占空比信號61通過 從占空比信號46減去預定的偏置量而獲得。PWM載波信號46具有預定的斜率?？紤]到斜率和 正偏置占空比和負偏置占空比之間的差(其等于兩倍的預定偏置量），死區(qū)時間窗口 64定義 等于所需的死區(qū)時間tD的時間間隔。在沒有死區(qū)時間插入的情況下，死區(qū)時間窗口 64集中 在標稱開關(guān)轉(zhuǎn)變時間。
[0044] 基于使用正偏置占空比和負偏置占空比的比較，導出當電流方向為正或為負時使 用的單獨的死區(qū)時間插入柵極信號對，具體如下。PWM載波與正偏置占空比的比較生成示為 波形65的上部原始正偏置柵極信號Guo+。為了生成用于下部開關(guān)裝置的相應(yīng)的柵極信號的 目的，上部柵極信號被反相W提供示為波形66的信號焉；；；；。柵極信號Guch和巧;;；；；是提供用 于形成當電流方向為正時使用的死區(qū)時間插入柵極信號的基礎(chǔ)的預補償信號。
[0045] PWM載波與負偏置占空比的比較生成示為波形67的上部原始負偏置柵極信號Guo-。 為了生成用于下部開關(guān)裝置的相應(yīng)的柵極信號的目的，上部柵極信號被反相W提供示為波 形68的信號馬；；；：。柵極信號Guo-和巧；三是提供用于形成當電流方向為負時使用的死區(qū)時 間插入柵極信號的基礎(chǔ)的預補償信號。
[0046] 使用延遲和與選通過程修正預補償信號W引入死區(qū)時間間隔。因此，上部原始正 偏置柵極信號Guch延遲死區(qū)時間toW生成示為波形69的延遲的信號。波形69與未延遲的波 形65的與選通生成示為波形70的上部死區(qū)時間插入的正偏置柵極信號Guchdi。對于下部柵極 信號，反相波形召;品被延遲W便生成波形71，波形71與波形66通過與(AND)組合生成示為 波形72的下部死區(qū)時間插入的正偏置柵極信號召;;正偏置占空比對應(yīng)于正負載電流， 使得當負載電流為正時，選擇波形70和72(分別對應(yīng)于Guchdi和(宜;;作為柵極驅(qū)動信號 Gu和Gl。
[0047] 對于負負載電流，負偏置占空比用于生成柵極驅(qū)動信號。因此，上部原始負偏置柵 極信號Guo-被延遲，然后延遲的和未延遲的信號進行與選通W生成示為波形73的上部死區(qū) 時間插入的負偏置柵極信號Guo-di。反相波形豆品被延遲，然后延遲的和未延遲的信號進行 與選通W生成示為波形74的下部死區(qū)時間插入的負偏置柵極信號(豆;P
[004引如果標稱占空比46用于使用圖4中的PWM載波45生成標稱柵極信號，則柵極信號邊 緣將發(fā)生在20U202和203?？蒞指出的是，上部裝置在死區(qū)時間插入的柵極信號組合Guchdi 和品k中沒有占空比偏差，即，Guo+di 70的邏輯高周期與從邊緣201到邊緣202的時間周 期相同。因此，對于正電流方向，沒有多余的或丟失的伏秒。同樣地，下部裝置在死區(qū)時間插 入的柵極信號組合Guo-DI和(君;；中沒有占空比偏差，即74的邏輯高周期與從邊 緣202到邊緣203的時間周期相同。因此，對于負電流方向，沒有多余的或丟失的伏秒。
[0049] 圖5中示出了一種優(yōu)選方法，其中對于正電流方向和負電流方向，上部和下部柵極 信號是連續(xù)生成的，并且其中響應(yīng)于檢測到的電流方向為柵極驅(qū)動器選擇相應(yīng)的柵極信 號。在步驟77,取樣脈寬調(diào)制占空比信號（圖2的信號46)。在步驟78,通過將PWM載波信號和 通過從占空比命令增加和減去預定的偏置量形成的正偏置和負偏置進行比較而生成預補 償柵極信號。在步驟79,生成上部開關(guān)裝置和下部開關(guān)裝置的死區(qū)時間插入的柵極信號對， 一對對應(yīng)于負載電流的正方向并且另一對對應(yīng)于負載電流的負方向。在步驟80進行檢查W 確定相橋臂的瞬時電流是否大于零(即，方向是否為正）。如果是，則在步驟81將使用正偏置 占空比預補償?shù)乃绤^(qū)時間插入的信號（即611〇+〇謝(^5；；^)。1)用于柵極驅(qū)動信號6沸6^如果 不是，則在步驟82將使用負偏置占空比預補償?shù)乃绤^(qū)時間插入的信號（即Guo-DI租掃;; 用于柵極驅(qū)動信號Gu和Gl。在步驟83進行檢查W確定馬達操作是否已經(jīng)結(jié)束。如果不是，貝U 返回步驟77 W繼續(xù)取樣調(diào)制信號，否則該方法在步驟84停止。
[0050] 圖6示出了用于柵極信號的預補償W使得死區(qū)時間的插入不會導致電流失真的邏 輯電路90。邏輯電路90可W包括如圖所示的專用電子電路部件或者可W使用可編程的控制 器--例如微控制器--來實施。PWM占空比命令(例如，使用常規(guī)PWM控制方法生成的）在 加法器91中增加預定的偏置量。偏置量的大小對應(yīng)于所需的死區(qū)時間間隔的一半，并且進 一步依賴于PWM載波信號的斜率。更具體地，正偏置占空比和負偏置占空比之間的差（即，預 定偏置量的大小的兩倍)除W斜率應(yīng)該等于所需的死區(qū)時間間隔tD。
[0051] 將來自加法器91的正偏置占空比連接到比較器92的非反相輸入。將PWM載波信號 連接到比較器92的反相輸入。響應(yīng)于比較，比較器92輸出原始上部柵極驅(qū)動信號Guch到與口 95的第一輸入。W類似的方式，將由加法器93通過從命令的占空比減去預定的偏置量形成 的負偏置占空比連接到比較器94的非反相輸入。比較器94通過將負偏置占空比與它在其反 相輸入接收到的PWM載波信號進行比較W輸出原始上部柵極驅(qū)動信號Guo-到與口 104的第一 輸入。
[0052] 比較器92的輸出在延遲框96中延遲死區(qū)時間間隔tD，W用于提供向與口95的第二 輸入。與口95的輸出對應(yīng)于Guchdi信號，并且它連接到多路復用器(MUX)97的第一輸入。輸入 是一選擇輸入，當高邏輯電平(二進制"r)信號存在于多路復用器97的選擇輸入端(S化)時 該選擇輸入通過多路復用器97。
[0053] 比較器92的輸出通過逆變器100反相W提供連接到與口 101的一個輸入的原始預 補償下部柵極驅(qū)動信號。逆變器100的輸出在延遲框102中延遲死區(qū)時間間隔tD，W用于提 供到與口 101的第二輸入。與口 101的輸出對應(yīng)于信號，并且它連接到多路復用器 103的第一輸入。輸入是一選擇輸入，當高邏輯電平(二進制"r)信號存在于多路復用器103 的選擇輸入端(S化)時，該選擇輸入通過多路復用器103。
[0054] 比較器94的輸出在延遲框105中延遲死區(qū)時間間隔tD，W用于提供第二輸入到與 口 104。與m〇4的輸出對應(yīng)于Guo-DI信號，并且它連接到多路復用器97的第二輸入。輸入是零 選擇輸入，當?shù)瓦壿嬰娖?二進制"0")信號存在于多路復用器97的選擇輸入端(S化)時，該 零選擇輸入通過多路復用器97。
[0055] 比較器94的輸出通過逆變器106反相W提供連接到與口 107的一個輸入的原始預 補償下部柵極驅(qū)動信號。逆變器106的輸出在延遲框108中延遲死區(qū)時間間隔tD，W用于提 供到與口 107的第二輸入。與口 107的輸出對應(yīng)于(掃品)Di信號，并且它連接到多路復用器 103的第二輸入。輸入是零選擇輸入，當?shù)瓦壿嬰娖?二進制"0")信號存在于多路復用器103 的選擇輸入端(S化)時，該零選擇輸入通過多路復用器103。
[0056] 比較框110將流入相應(yīng)的相中的瞬時電流的檢測值與零進行比較，W便確定從相 橋臂流入負載的電流的方向為正還是負。當方向為正時，框110提供高邏輯電平到多路復用 器97和103的沈L輸入。否則，負電流引起框110提供低邏輯電平到多路復用器97和103的SEL 輸入。因此，適當?shù)乃绤^(qū)時間插入的柵極信號對被應(yīng)用到驅(qū)動器111中的放大器112和114的 輸入，并且相橋臂開關(guān)裝置113和115W所需的死區(qū)時間操作而不會生成任何的電流失真。
【主權(quán)項】
1. 一種控制功率變換器的方法，包含： 生成用于驅(qū)動相橋臂中的各個開關(guān)裝置的脈寬調(diào)制(PWM)上部和下部柵極信號； 檢測從所述相橋臂到負載的電流方向； 當所述方向為正時，將死區(qū)時間插入到對應(yīng)于第一比較信號的所述柵極信號中，所述 第一比較信號通過比較PWM載波信號與來自可變PWM占空比的正偏置而獲得。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進一步包含以下步驟： 當所述方向為負時，將死區(qū)時間插入到對應(yīng)于第二比較信號的所述柵極信號中，所述 第二比較信號通過比較所述PWM載波信號與來自所述可變PWM占空比的負偏置而獲得。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述插入步驟包含： 對每個比較信號與各自的延遲的比較信號進行與選通，其中所述延遲的比較信號是根 據(jù)預定的死區(qū)時間tD而延遲。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述載波信號具有預定的斜率，并且其中所述正偏 置和所述負偏置之間的差除以所述預定的斜率等于所述預定的死區(qū)時間t D。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述載波信號包含三角波形。
【文檔編號】H02M7/5387GK105827135SQ201610023508
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年1月14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