三相交流電機驅動裝置及方法制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種三相交流電機驅動裝置及方法。所述三相交流電機驅動裝置包括：第一橋臂，包括串聯在直流電壓源兩端的第一上開關管和第一下開關管，以及兩個開關管之間的第一節點；第二橋臂，包括串聯在直流電壓源兩端的第二上開關管和第二下開關管，以及兩個開關管之間的第二節點；連接至直流偏置電壓的第三節點，其中，第一上開關管和第一下開關管在第一PWM信號的控制下閉合和導通，第二上開關管和第二下開關管在第二PWM信號的控制下閉合和導通，從而在第一節點和第二節點之間、第二節點和第三節點之間、以及第三節點和第一節點之間產生用于驅動三相交流電機的三相交流輸出電壓。該三相交流電機驅動裝置用于驅動星形連接或三角形連接的三相交流電機。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術公開了一種。所述三相交流電機驅動裝置包括：第一橋臂，包括串聯在直流電壓源兩端的第一上開關管和第一下開關管，以及兩個開關管之間的第一節點；第二橋臂，包括串聯在直流電壓源兩端的第二上開關管和第二下開關管，以及兩個開關管之間的第二節點；連接至直流偏置電壓的第三節點，其中，第一上開關管和第一下開關管在第一PWM信號的控制下閉合和導通，第二上開關管和第二下開關管在第二PWM信號的控制下閉合和導通，從而在第一節點和第二節點之間、第二節點和第三節點之間、以及第三節點和第一節點之間產生用于驅動三相交流電機的三相交流輸出電壓。該三相交流電機驅動裝置用于驅動星形連接或三角形連接的三相交流電機?！緦＠f明】
本專利技術涉及，具體地涉及采用脈寬調制(PWM)信號控制的。
技術介紹
在許多應用中希望將三相交流電機從供電干線供電切換為從直流電源供電。例如，混合動力汽車和純電動汽車均包括直流電源、逆變器和交流電機作為動力源。逆變器作為交流電機的驅動裝置，用于將直流電轉換成用于驅動交流電機的交流電。由于高效率和調速的特性，采用脈寬調制(PWM)信號的交流電機驅動裝置得到越來越廣泛的應用。 在PWM信號的控制下，三相交流電機驅動裝置產生三路相位差恒定的交流輸出。已知的三相交流電機驅動裝置包括3個橋臂，分別產生各自的交流輸出，共使用6個開關管，其中每個橋臂使用2個開關管。這種三相交流電機驅動裝置可以按照矢量和低功耗正弦波驅動方式控制。在矢量控制中，在每個周期中，每個橋臂的開關管都需要閉合和斷開。在低功耗正弦波驅動方式中，在每個周期中，僅兩個橋臂的開關管閉合和斷開，另一個橋臂的開關管不動作。相對于矢量控制，低功耗正弦波驅動方式減少了開關管的開關次數，從而減小了功耗。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驅動裝置均需要使用6個開關管，這導致控制電路的復雜化以及功耗增加。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種可以減少開關管數量的。根據本專利技術的第一方面，提供一種三相交流電機驅動裝置，包括:第一橋臂，包括串聯在直流電壓源兩端的第一上開關管和第一下開關管，以及第一上開關管和第一下開關管之間的第一節點；第二橋臂，包括串聯在直流電壓源兩端的第二上開關管和第二下開關管，以及第二上開關管和第二下開關管之間的第二節點；連接至直流偏置電壓的第三節點，其中，第一上開關管和第一下開關管在第一 PWM信號的控制下閉合和導通，第二上開關管和第二下開關管在第二 PWM信號的控制下閉合和導通，從而在第一節點和第二節點之間、第二節點和第三節點之間、以及第三節點和第一節點之間產生用于驅動三相交流電機的三相交流輸出電壓。優選地，在所述三相交流電機驅動裝置中，所述第一 PWM信號和所述第二 PWM信號相位差為1/3 η。優選地，在所述三相交流電機驅動裝置中，三相交流輸出電壓的相位差為2/3 。優選地，所述三相交流電機驅動裝置還包括:用于產生第一PWM信號的第一PWM信號發生器；以及用于產生第二 PWM信號的第二 PWM信號發生器。優選地，在所述三相交流電機驅動裝置中，第一 PWM信號發生器和第二 PWM信號發生器中的每一個包括:比較器，用于根據載波和正弦波產生PWM信號。 優選地，在所述三相交流電機驅動裝置中，第一 PWM信號發生器和第二 PWM信號發生器中的每一個還包括:放大器，用于將所述直流偏置電壓轉換成恒定電壓；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。優選地，所述恒定電壓為所述直流偏置電壓乘以母線電壓系數k，該母線電壓系數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。優選地，所述三相交流電機驅動裝置還包括偏置電壓源，并且所述第三節點是所述偏置電壓源的高電位端。優選地，在所述三相交流電機驅動裝置中，所述直流電壓源為雙極性直流電壓源，并且所述第三節點接地。根據本專利技術的第二方面，提供一種三相交流電機驅動方法，包括:在第一 PWM信號的控制下，在第一節點處產生第一交流輸出信號；在第二 PWM信號的控制下，在第二節點處產生第二交流輸出信號；將第三節點連接至直流偏置電壓，其中，在第一節點和第二節點之間、第二節點和第三節點之間、以及第三節點和第一節點之間產生三相交流輸出電壓，用于驅動三相交流電機。優選地，在所述方法中，所述第一PWM信號和所述第二 PWM信號相位差為1/3π。優選地，在所述方法中，三相交流輸出電壓的相位差為2/3 31。優選地，在所述方法中，采用第一 PWM信號控制第一上開關管和第一下開關管的閉合和斷開，并且，所述第一節點是第一上開關管和第一下開關管之間的節點。優選地，在所述方法中，采用第二 PWM信號控制第二上開關管和第二下開關管的閉合和斷開，并且，所述第二節點是第二上開關管和第二下開關管之間的節點。優選地，在所述方法中，采用正弦波調制載波以產生所述第一 PWM信號和所述第二 PWM信號。優選地，在所述方法中，采用正弦波調制載波包括:將所述直流偏置電壓轉換成恒定電壓；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行比較。本專利技術的可以用于驅動星形連接或三角形連接的三相交流電機。本專利技術的只需要使用4個開關管，就可以實現三相正弦波驅動方式。由于減少了開關管的數量，因而相應地降低了三相交流電機驅動裝置的成本和功耗。【專利附圖】【附圖說明】通過以下參照附圖對本專利技術實施例的描述，本專利技術的上述以及其他目的、特征和優點將更為清楚，在附圖中:圖1示出根據現有技術的三相交流電機驅動裝置的示意性電路圖；圖2示出根據現有技術的三相交流電機驅動裝置中使用的PWM信號發生器的一個實例；圖3示出根據現有技術的三相交流電機驅動裝置的波形圖；圖4示出根據本專利技術的第一實施例的三相交流電機驅動裝置的示意性電路圖；圖5示出根據本專利技術的第二實施例的三相交流電機驅動裝置的示意性電路圖；圖6示出根據本專利技術的實施例的三相交流電機驅動裝置中使用的PWM信號發生器的一個實例；以及圖7示出根據本專利技術的實施例的三相交流電機驅動裝置的波形圖?！揪唧w實施方式】以下結合附圖對本專利技術的優選實施例進行詳細描述。雖然本專利技術是結合以下的優選實施例進行描述的，但是本專利技術并不僅僅限于這些實施例。在下文對本專利技術的細節描述中，詳盡描述了一些特定的細節部分。對本領域技術人員來所沒有這些細節部分的描述也可以完全理解本專利技術。為了避免混淆本專利技術的實質，公知的方法、過程、流程、元件和電路并沒有詳細敘述。此外，本領域普通技術人員應當理解，在此提供的附圖都是為了說明的目的，并且附圖不一定是按比例繪制的。應當理解，當稱元件“耦接到”或“連接到”另一元件時，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、或者其結合。相反，當稱元件“直接耦接到”或“直接連接到”另一元件時，意味著兩者不存在中間元件。除非上下文明確要求，否則整個說明書和權利要求書中的“包括”、“包含”等類似詞語應當解釋為包含的含義而不是排他或窮開關電源控制電路、開關電源及其控制方法舉的含義；也就是說，是“包括但不限于”的含義。在本專利技術的描述中，需要理解的是，術語“第一”、“第二”等本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種三相交流電機驅動裝置，包括：第一橋臂，包括串聯在直流電壓源兩端的第一上開關管和第一下開關管，以及第一上開關管和第一下開關管之間的第一節點；第二橋臂，包括串聯在直流電壓源兩端的第二上開關管和第二下開關管，以及第二上開關管和第二下開關管之間的第二節點；連接至直流偏置電壓的第三節點，其中，第一上開關管和第一下開關管在第一PWM信號的控制下閉合和導通，第二上開關管和第二下開關管在第二PWM信號的控制下閉合和導通，從而在第一節點和第二節點之間、第二節點和第三節點之間、以及第三節點和第一節點之間產生用于驅動三相交流電機的三相交流輸出電壓。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：曹何金生，
申請(專利權)人：矽力杰半導體技術杭州有限公司，
類型：發明
國別省市：