三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置及方法。所述三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置包括：第一橋臂，包括串聯(lián)在直流電壓源兩端的第一上開(kāi)關(guān)管和第一下開(kāi)關(guān)管，以及兩個(gè)開(kāi)關(guān)管之間的第一節(jié)點(diǎn)；第二橋臂，包括串聯(lián)在直流電壓源兩端的第二上開(kāi)關(guān)管和第二下開(kāi)關(guān)管，以及兩個(gè)開(kāi)關(guān)管之間的第二節(jié)點(diǎn)；連接至直流偏置電壓的第三節(jié)點(diǎn)，其中，第一上開(kāi)關(guān)管和第一下開(kāi)關(guān)管在第一PWM信號(hào)的控制下閉合和導(dǎo)通，第二上開(kāi)關(guān)管和第二下開(kāi)關(guān)管在第二PWM信號(hào)的控制下閉合和導(dǎo)通，從而在第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)之間、第二節(jié)點(diǎn)和第三節(jié)點(diǎn)之間、以及第三節(jié)點(diǎn)和第一節(jié)點(diǎn)之間產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)三相交流電機(jī)的三相交流輸出電壓。該三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置用于驅(qū)動(dòng)星形連接或三角形連接的三相交流電機(jī)。
【專利說(shuō)明】三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置及方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置及方法，具體地涉及采用脈寬調(diào)制(PWM)信號(hào)控制的三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在許多應(yīng)用中希望將三相交流電機(jī)從供電干線供電切換為從直流電源供電。例如，混合動(dòng)力汽車和純電動(dòng)汽車均包括直流電源、逆變器和交流電機(jī)作為動(dòng)力源。逆變器作為交流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置，用于將直流電轉(zhuǎn)換成用于驅(qū)動(dòng)交流電機(jī)的交流電。由于高效率和調(diào)速的特性，采用脈寬調(diào)制(PWM)信號(hào)的交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。 [0003]在PWM信號(hào)的控制下，三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置產(chǎn)生三路相位差恒定的交流輸出。已知的三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置包括3個(gè)橋臂，分別產(chǎn)生各自的交流輸出，共使用6個(gè)開(kāi)關(guān)管，其中每個(gè)橋臂使用2個(gè)開(kāi)關(guān)管。這種三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置可以按照矢量和低功耗正弦波驅(qū)動(dòng)方式控制。在矢量控制中，在每個(gè)周期中，每個(gè)橋臂的開(kāi)關(guān)管都需要閉合和斷開(kāi)。在低功耗正弦波驅(qū)動(dòng)方式中，在每個(gè)周期中，僅兩個(gè)橋臂的開(kāi)關(guān)管閉合和斷開(kāi)，另一個(gè)橋臂的開(kāi)關(guān)管不動(dòng)作。相對(duì)于矢量控制，低功耗正弦波驅(qū)動(dòng)方式減少了開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)次數(shù)，從而減小了功耗。
[0004]然而，不論是矢量控制方式還是低功耗正弦波控制方式，已知的三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置均需要使用6個(gè)開(kāi)關(guān)管，這導(dǎo)致控制電路的復(fù)雜化以及功耗增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種可以減少開(kāi)關(guān)管數(shù)量的三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置及方法。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，包括:第一橋臂，包括串聯(lián)在直流電壓源兩端的第一上開(kāi)關(guān)管和第一下開(kāi)關(guān)管，以及第一上開(kāi)關(guān)管和第一下開(kāi)關(guān)管之間的第一節(jié)點(diǎn)；第二橋臂，包括串聯(lián)在直流電壓源兩端的第二上開(kāi)關(guān)管和第二下開(kāi)關(guān)管，以及第二上開(kāi)關(guān)管和第二下開(kāi)關(guān)管之間的第二節(jié)點(diǎn)；連接至直流偏置電壓的第三節(jié)點(diǎn)，其中，第一上開(kāi)關(guān)管和第一下開(kāi)關(guān)管在第一 PWM信號(hào)的控制下閉合和導(dǎo)通，第二上開(kāi)關(guān)管和第二下開(kāi)關(guān)管在第二 PWM信號(hào)的控制下閉合和導(dǎo)通，從而在第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)之間、第二節(jié)點(diǎn)和第三節(jié)點(diǎn)之間、以及第三節(jié)點(diǎn)和第一節(jié)點(diǎn)之間產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)三相交流電機(jī)的三相交流輸出電壓。
[0007]優(yōu)選地，在所述三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，所述第一 PWM信號(hào)和所述第二 PWM信號(hào)相位差為1/3 η。
[0008]優(yōu)選地，在所述三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，三相交流輸出電壓的相位差為2/3 。
[0009]優(yōu)選地，所述三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置還包括:用于產(chǎn)生第一PWM信號(hào)的第一PWM信號(hào)發(fā)生器；以及用于產(chǎn)生第二 PWM信號(hào)的第二 PWM信號(hào)發(fā)生器。
[0010]優(yōu)選地，在所述三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，第一 PWM信號(hào)發(fā)生器和第二 PWM信號(hào)發(fā)生器中的每一個(gè)包括:比較器，用于根據(jù)載波和正弦波產(chǎn)生PWM信號(hào)。[0011 ] 優(yōu)選地，在所述三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，第一 PWM信號(hào)發(fā)生器和第二 PWM信號(hào)發(fā)生器中的每一個(gè)還包括:放大器，用于將所述直流偏置電壓轉(zhuǎn)換成恒定電壓；以及加法器，用于將所述正弦波與所述恒定電壓相加，以及將兩者之和提供至所述比較器的輸入端。
[0012]優(yōu)選地，所述恒定電壓為所述直流偏置電壓乘以母線電壓系數(shù)k，該母線電壓系數(shù)k等于Vtripp/A,其中Vtripp為載波的幅值，A為交流輸出電壓的幅值。
[0013]優(yōu)選地，所述三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置還包括偏置電壓源，并且所述第三節(jié)點(diǎn)是所述偏置電壓源的高電位端。
[0014]優(yōu)選地，在所述三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，所述直流電壓源為雙極性直流電壓源，并且所述第三節(jié)點(diǎn)接地。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)方法，包括:在第一 PWM信號(hào)的控制下，在第一節(jié)點(diǎn)處產(chǎn)生第一交流輸出信號(hào)；在第二 PWM信號(hào)的控制下，在第二節(jié)點(diǎn)處產(chǎn)生第二交流輸出信號(hào)；將第三節(jié)點(diǎn)連接至直流偏置電壓，其中，在第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)之間、第二節(jié)點(diǎn)和第三節(jié)點(diǎn)之間、以及第三節(jié)點(diǎn)和第一節(jié)點(diǎn)之間產(chǎn)生三相交流輸出電壓，用于驅(qū)動(dòng)三相交流電機(jī)。
[0016]優(yōu)選地，在所述方法中，所述第一PWM信號(hào)和所述第二 PWM信號(hào)相位差為1/3π。
[0017]優(yōu)選地，在所述方法中，三相交流輸出電壓的相位差為2/3 31。
[0018]優(yōu)選地，在所述方法中，采用第一 PWM信號(hào)控制第一上開(kāi)關(guān)管和第一下開(kāi)關(guān)管的閉合和斷開(kāi)，并且，所述第一節(jié)點(diǎn)是第一上開(kāi)關(guān)管和第一下開(kāi)關(guān)管之間的節(jié)點(diǎn)。
[0019]優(yōu)選地，在所述方法中，采用第二 PWM信號(hào)控制第二上開(kāi)關(guān)管和第二下開(kāi)關(guān)管的閉合和斷開(kāi)，并且，所述第二節(jié)點(diǎn)是第二上開(kāi)關(guān)管和第二下開(kāi)關(guān)管之間的節(jié)點(diǎn)。
[0020]優(yōu)選地，在所述方法中，采用正弦波調(diào)制載波以產(chǎn)生所述第一 PWM信號(hào)和所述第二 PWM信號(hào)。
[0021]優(yōu)選地，在所述方法中，采用正弦波調(diào)制載波包括:將所述直流偏置電壓轉(zhuǎn)換成恒定電壓；將所述正弦波與所述恒定電壓相加；以及將所述載波和所述正弦波與所述恒定電壓之和進(jìn)行比較。
[0022]本發(fā)明的三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置及方法可以用于驅(qū)動(dòng)星形連接或三角形連接的三相交流電機(jī)。
[0023]本發(fā)明的三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置及方法只需要使用4個(gè)開(kāi)關(guān)管，就可以實(shí)現(xiàn)三相正弦波驅(qū)動(dòng)方式。由于減少了開(kāi)關(guān)管的數(shù)量，因而相應(yīng)地降低了三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的成本和功耗。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024]通過(guò)以下參照附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的描述，本發(fā)明的上述以及其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將更為清楚，在附圖中:
[0025]圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的示意性電路圖；
[0026]圖2示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中使用的PWM信號(hào)發(fā)生器的一個(gè)實(shí)例；
[0027]圖3示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的波形圖；
[0028]圖4示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的示意性電路圖；[0029]圖5示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的示意性電路圖；
[0030]圖6示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中使用的PWM信號(hào)發(fā)生器的一個(gè)實(shí)例；以及
[0031]圖7示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的波形圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。雖然本發(fā)明是結(jié)合以下的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述的，但是本發(fā)明并不僅僅限于這些實(shí)施例。在下文對(duì)本發(fā)明的細(xì)節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細(xì)節(jié)部分。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)所沒(méi)有這些細(xì)節(jié)部分的描述也可以完全理解本發(fā)明。為了避免混淆本發(fā)明的實(shí)質(zhì)，公知的方法、過(guò)程、流程、元件和電路并沒(méi)有詳細(xì)敘述。
[0033]此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在此提供的附圖都是為了說(shuō)明的目的，并且附圖不一定是按比例繪制的。應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)稱元件“耦接到”或“連接到”另一元件時(shí)，它可以是直接耦接或連接到另一元件或者可以存在中間元件，元件之間的連接可以是物理上的、邏輯上的、或者其結(jié)合。相反，當(dāng)稱元件“直接耦接到”或“直接連接到”另一元件時(shí)，意味著兩者不存在中間元件。除非上下文明確要求，否則整個(gè)說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中的“包括”、“包含”等類似詞語(yǔ)應(yīng)當(dāng)解釋為包含的含義而不是排他或窮開(kāi)關(guān)電源控制電路、開(kāi)關(guān)電源及其控制方法舉的含義；也就是說(shuō)，是“包括但不限于”的含義。
[0034]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。此外，在本發(fā)明的描述中，除非另有說(shuō)明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。此外，術(shù)語(yǔ)“占空比”是指在矩形波脈沖串的一個(gè)周期中，導(dǎo)通時(shí)間Ton(通常是一個(gè)周期內(nèi)高電平信號(hào)的持續(xù)時(shí)間)與開(kāi)關(guān)周期T (即，一個(gè)周期的長(zhǎng)度)的比值?！罢伎毡葴y(cè)量單元”是指測(cè)量與矩形波脈沖串的占空比相關(guān)的參數(shù)(例如導(dǎo)通時(shí)間Ton和/或開(kāi)關(guān)周期T)的電路模塊。
[0035]圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置100的示意性電路圖。三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置100包括3個(gè)驅(qū)動(dòng)器、3個(gè)反相器和3個(gè)橋臂。3個(gè)橋臂分別提供各自的交流輸出，從而共同驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ml。雙極性電壓源的輸入端母線電壓為+Vbus和-Vbus。
[0036]第一 PWM信號(hào)Vam、第二 PWM信號(hào)Vbm和第三PWM信號(hào)Vcm分別由各自的PWM信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生。例如，第一 PWM信號(hào)Vam、第二 PWM信號(hào)Vbm和第三PWM信號(hào)Vcm分別是信號(hào)周期恒定但占空比可變的雙極性矩形波信號(hào)，彼此之間的相位差為2/3 π。
[0037]第一橋臂包括串聯(lián)在電壓源兩端的上開(kāi)關(guān)管Kl和下開(kāi)關(guān)管Κ2。第一 PWM信號(hào)Vam經(jīng)由第一驅(qū)動(dòng)電路Dl產(chǎn)生第一開(kāi)關(guān)控制信號(hào)。然后將第一開(kāi)關(guān)控制信號(hào)直接提供至上開(kāi)關(guān)管Kl的控制端，以及經(jīng)由反相器Al提供至下開(kāi)關(guān)管Κ2的控制端，使得上開(kāi)關(guān)管Kl和下開(kāi)關(guān)管Κ2交替閉合或斷開(kāi)。。
[0038]類似地，第二橋臂包括串聯(lián)在電壓源兩端的上開(kāi)關(guān)管Κ3和下開(kāi)關(guān)管Κ4。第二 PWM信號(hào)Vbm經(jīng)由第二驅(qū)動(dòng)電路D2產(chǎn)生第二開(kāi)關(guān)控制信號(hào)。然后將第二開(kāi)關(guān)控制信號(hào)直接提供至上開(kāi)關(guān)管Κ3的控制端，以及經(jīng)由反相器Α2提供至下開(kāi)關(guān)管Κ4的控制端，使得上開(kāi)關(guān)管Κ3和下開(kāi)關(guān)管Κ4交替閉合或斷開(kāi)。。
[0039]類似地，第三橋臂包括串聯(lián)在電壓源兩端的上開(kāi)關(guān)管Κ5和下開(kāi)關(guān)管Κ6。第三PWM信號(hào)Vcm經(jīng)由第三驅(qū)動(dòng)電路D3產(chǎn)生第三開(kāi)關(guān)控制信號(hào)。然后將第三開(kāi)關(guān)控制信號(hào)直接提供至上開(kāi)關(guān)管K5的控制端，以及經(jīng)由反相器A3提供至下開(kāi)關(guān)管K6的控制端，使得上開(kāi)關(guān)管K5和下開(kāi)關(guān)管K6交替閉合或斷開(kāi)。。
[0040]在一個(gè)實(shí)例中，三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置100還可以包括并聯(lián)在電壓源兩端的電容Cl，以去除電壓源的高頻分量。
[0041]在第一橋臂中，在輸入的第一 PWM信號(hào)Vam為高電平時(shí)，直接施加至上開(kāi)關(guān)管Kl的控制端的控制信號(hào)為高電平，經(jīng)反相器Al反相后施加至下開(kāi)關(guān)管K2的控制端的控制信號(hào)為低電平，從而上開(kāi)關(guān)管Kl閉合，下開(kāi)關(guān)管K2斷開(kāi)。反之，在輸入的第一 PWM信號(hào)Vam為低電平時(shí)，直接施加至上開(kāi)關(guān)管Kl的控制端的控制信號(hào)為低電平，經(jīng)反相器Al反相后施加至下開(kāi)關(guān)管K2的控制端的控制信號(hào)為高電平，從而上開(kāi)關(guān)管Kl斷開(kāi)，下開(kāi)關(guān)管K2閉合。在連續(xù)的第一 PWM信號(hào)Vam的控制下，上開(kāi)關(guān)管Kl和下開(kāi)關(guān)管K2交替閉合和斷開(kāi)，從而在上開(kāi)關(guān)管Kl和下開(kāi)關(guān)管K2之間的節(jié)點(diǎn)a處提供第一交流輸出信號(hào)。
[0042]類似地，在第二橋臂中，在連續(xù)的第二 PWM信號(hào)Vbm的控制下，上開(kāi)關(guān)管K3和下開(kāi)關(guān)管K4交替閉合和斷開(kāi)，從而在上開(kāi)關(guān)管K3和下開(kāi)關(guān)管K4之間的節(jié)點(diǎn)b處提供第二交流輸出信號(hào)。
[0043]類似地，在第三橋臂中，在連續(xù)的第三PWM信號(hào)Vcm的控制下，上開(kāi)關(guān)管K5和下開(kāi)關(guān)管K6交替閉合和斷開(kāi)，從而在上開(kāi)關(guān)管K5和下開(kāi)關(guān)管K6之間的節(jié)點(diǎn)c處提供第三交流輸出信號(hào)。
[0044]第一交流輸出信號(hào)、第二交流輸出信號(hào)和第三交流輸出信號(hào)的低頻分量分別為Va、Vb和Vc，如圖3所示。結(jié)果，在三相交流電機(jī)上提供的線電壓是包括基波和高次諧波的電壓信號(hào)，其中基波是正弦波輸出電壓Vab、Vbc和Vca，如圖3所示。
[0045]圖2示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置100中使用的PWM信號(hào)發(fā)生器110的一個(gè)實(shí)例。該P(yáng)WM信號(hào)發(fā)生器110包括比較器A4。
[0046]載波Val例如是三角波，輸入至比較器A4的反相端，其幅值以Vtripp示出。調(diào)制波Va2例如是正弦波，輸入至比較器A4的同相端。載波Val的幅值大于等于調(diào)制波Va2的幅值。結(jié)果，比較器A4的輸出信號(hào)是信號(hào)周期恒定但占空比可變的矩形波，例如第一 PWM信號(hào)Vam。該輸出信號(hào)的頻率與載波Val相同。在任意一個(gè)周期,該輸出信號(hào)的占空比與相應(yīng)時(shí)間段的調(diào)制波Va2的瞬態(tài)信號(hào)的強(qiáng)度成比例。
[0047]在三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置100中，使用三個(gè)上述的PWM信號(hào)發(fā)生器，分別產(chǎn)生第一PWM信號(hào)Vam、第二 PWM信號(hào)Vbm和第三PWM信號(hào)Vcm，從而為每一個(gè)橋臂提供一個(gè)相應(yīng)的PWM信號(hào)。由于每個(gè)橋臂使用2個(gè)開(kāi)關(guān)管，總共需要6個(gè)開(kāi)關(guān)管。這導(dǎo)致了電路的復(fù)雜化，以及相應(yīng)的成本和功耗增加。
[0048]圖4示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置200的示意性電路圖。三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置200包括2個(gè)驅(qū)動(dòng)器、2個(gè)反相器和2個(gè)橋臂。2個(gè)橋臂分別提供各自的交流輸出。此外，三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置200還包括I個(gè)偏置電壓源Ul。上述兩路交流輸出與偏置電壓源Ul的直流偏置電壓Vc —起，產(chǎn)生三路交流驅(qū)動(dòng)電壓，從而共同驅(qū)動(dòng)電機(jī)Ml。雙極性電壓源的輸入端母線電壓為+Vbus和-Vbus。
[0049]第一 PWM信號(hào)Vam和第二 PWM信號(hào)Vbm分別由各自的PWM信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生。例如，第一 PWM信號(hào)Vam和第二 PWM信號(hào)Vbm分別是信號(hào)周期恒定但占空比可變的雙極性矩形波信號(hào)，彼此之間的相位差為1/3 π。
[0050]第一橋臂包括串聯(lián)在電壓源兩端的上開(kāi)關(guān)管Kl和下開(kāi)關(guān)管Κ2。第一 PWM信號(hào)Vam經(jīng)由第一驅(qū)動(dòng)電路Dl產(chǎn)生第一開(kāi)關(guān)控制信號(hào)。然后，將第一開(kāi)關(guān)控制信號(hào)直接提供至上開(kāi)關(guān)管Kl的控制端，以及經(jīng)由反相器Al提供至下開(kāi)關(guān)管Κ2的控制端，使得上開(kāi)關(guān)管Kl和下開(kāi)關(guān)管Κ2交替閉合或斷開(kāi)。
[0051]類似地，第二橋臂包括串聯(lián)在電壓源兩端的上開(kāi)關(guān)管Κ3和下開(kāi)關(guān)管Κ4。第二 PWM信號(hào)Vbm經(jīng)由第二驅(qū)動(dòng)電路D2產(chǎn)生第二開(kāi)關(guān)控制信號(hào)。然后，將第二開(kāi)關(guān)控制信號(hào)直接提供至上開(kāi)關(guān)管Κ3的控制端，以及經(jīng)由反相器Α2提供至下開(kāi)關(guān)管Κ4的控制端，使得上開(kāi)關(guān)管Κ3和下開(kāi)關(guān)管Κ4交替閉合或斷開(kāi)。
[0052]在一個(gè)實(shí)例中，三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置200還可以包括并聯(lián)在電壓源兩端的電容Cl，以去除電壓源的高頻分量。
[0053]在第一橋臂中，第一 PWM信號(hào)Vam為高電平時(shí)，直接施加至上開(kāi)關(guān)管Kl的控制端的控制信號(hào)為高電平，經(jīng)反相器Al反相后施加至下開(kāi)關(guān)管Κ2的控制端的控制信號(hào)為低電平，從而上開(kāi)關(guān)管Kl閉合，下開(kāi)關(guān)管Κ2斷開(kāi)。反之，在第一 PWM信號(hào)Vam為低電平時(shí)，直接施加至上開(kāi)關(guān)管Kl的控制端的控制信號(hào)為低電平，經(jīng)反相器Al反相后施加至下開(kāi)關(guān)管Κ2的控制端的控制信號(hào)為高電平，從而上開(kāi)關(guān)管Kl斷開(kāi)，下開(kāi)關(guān)管Κ2閉合。在連續(xù)的第一PWM信號(hào)Vam的控制下，上開(kāi)關(guān)管Kl和下開(kāi)關(guān)管Κ2交替閉合和斷開(kāi)，在上開(kāi)關(guān)管Kl和下開(kāi)關(guān)管Κ2之間的節(jié)點(diǎn)a處提供第一交流輸出信號(hào)。第一交流輸出信號(hào)的低頻分量Va如下式所示，
[0054]
【權(quán)利要求】
1.一種三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，包括: 第一橋臂，包括串聯(lián)在直流電壓源兩端的第一上開(kāi)關(guān)管和第一下開(kāi)關(guān)管，以及第一上開(kāi)關(guān)管和第一下開(kāi)關(guān)管之間的第一節(jié)點(diǎn)； 第二橋臂，包括串聯(lián)在直流電壓源兩端的第二上開(kāi)關(guān)管和第二下開(kāi)關(guān)管，以及第二上開(kāi)關(guān)管和第二下開(kāi)關(guān)管之間的第二節(jié)點(diǎn)； 連接至直流偏置電壓的第三節(jié)點(diǎn)， 其中，第一上開(kāi)關(guān)管和第一下開(kāi)關(guān)管在第一 PWM信號(hào)的控制下閉合和導(dǎo)通，第二上開(kāi)關(guān)管和第二下開(kāi)關(guān)管在第二 PWM信號(hào)的控制下閉合和導(dǎo)通，從而在第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)之間、第二節(jié)點(diǎn)和第三節(jié)點(diǎn)之間、以及第三節(jié)點(diǎn)和第一節(jié)點(diǎn)之間產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)三相交流電機(jī)的三相交流輸出電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其中，所述第一PWM信號(hào)和所述第二PWM信號(hào)相位差為1/3 Ji。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其中三相交流輸出電壓的相位差為2/3 π。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，還包括: 用于產(chǎn)生第一 PWM信號(hào)的第一 PWM信號(hào)發(fā)生器；以及 用于產(chǎn)生第二 PWM信號(hào)的第二 PWM信號(hào)發(fā)生器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其中第一PWM信號(hào)發(fā)生器和第二PWM信號(hào)發(fā)生器中的每一個(gè)包括:` 比較器，用于根據(jù)載波和正弦波產(chǎn)生PWM信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其中第一PWM信號(hào)發(fā)生器和第二PWM信號(hào)發(fā)生器中的每一個(gè)還包括: 放大器，用于將所述直流偏置電壓轉(zhuǎn)換成恒定電壓；以及 加法器，用于將所述正弦波與所述恒定電壓相加，以及將兩者之和提供至所述比較器的輸入端。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其中所述恒定電壓為所述直流偏置電壓乘以母線電壓系數(shù)k，該母線電壓系數(shù)k等于Vtripp/A，其中Vtripp為載波的幅值，A為交流輸出電壓的幅值。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，還包括偏置電壓源，并且所述第三節(jié)點(diǎn)是所述偏置電壓源的高電位端。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其中所述直流電壓源為雙極性直流電壓源，并且所述第三節(jié)點(diǎn)接地。
10.一種三相交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)方法，包括: 在第一 PWM信號(hào)的控制下，在第一節(jié)點(diǎn)處產(chǎn)生第一交流輸出信號(hào)； 在第二 PWM信號(hào)的控制下，在第二節(jié)點(diǎn)處產(chǎn)生第二交流輸出信號(hào)； 將第三節(jié)點(diǎn)連接至直流偏置電壓， 其中，在所述第一節(jié)點(diǎn)和所述第二節(jié)點(diǎn)之間、所述第二節(jié)點(diǎn)和所述第三節(jié)點(diǎn)之間、以及所述第三節(jié)點(diǎn)和所述第一節(jié)點(diǎn)之間產(chǎn)生三相交流輸出電壓，用于驅(qū)動(dòng)三相交流電機(jī)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述第一PWM信號(hào)和所述第二 PWM信號(hào)相位差為 1/3 η。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述三相交流輸出電壓的相位差為2/3π。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中采用所述第一PWM信號(hào)控制第一上開(kāi)關(guān)管和第一下開(kāi)關(guān)管的閉合和斷開(kāi)，并且，所述第一節(jié)點(diǎn)是所述第一上開(kāi)關(guān)管和所述第一下開(kāi)關(guān)管之間的節(jié)點(diǎn)。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中采用所述第二PWM信號(hào)控制第二上開(kāi)關(guān)管和第二下開(kāi)關(guān)管的閉合和斷開(kāi)，并且，所述第二節(jié)點(diǎn)是所述第二上開(kāi)關(guān)管和所述第二下開(kāi)關(guān)管之間的節(jié)點(diǎn)。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中采用正弦波調(diào)制載波以產(chǎn)生所述第一PWM信號(hào)和所述第二 PWM信號(hào)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中采用正弦波調(diào)制載波包括: 將所述直流偏置電壓轉(zhuǎn)換成恒定電壓； 將所述正弦波與所述恒定電壓相加；以及 將所述載波和所述正弦波`與所述恒定電壓之和進(jìn)行比較。
【文檔編號(hào)】H02P27/08GK103701402SQ201410005759
【公開(kāi)日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2014年1月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月3日
【發(fā)明者】曹何金生 申請(qǐng)人:矽力杰半導(dǎo)體技術(shù)(杭州)有限公司