电压电平转换装置及其操作方法_2

文档序号:9526477阅读:来源:国知局
4的一阴极系连接该第二电阻402的一端、该第二功率开关406的一栅极与该第三功率开关408的一栅极。
[0054]此外,该充电单元30还包含一限流电阻306。该限流电阻306连接该第一功率开关304的一漏极与该第一二极管102的该阴极,以限制由该第一电平转换单元10流入该充电单兀30的电流大小。值得一提,该控制电压Vc由一控制信号Sc控制一功率开关Qc所产生。其中,该控制信号Sc可为一脉波宽度调变信号(pulse-width modulat1n signal, PWMsignal)。此外,该提升电压Vs与该控制电压Vc之间,亦即该第二电平转换单元20的输入侧与该放电单元40的输入侧之间具有一隔离电阻502,以隔离该提升电压Vs与该控制电压Vc?
[0055]请参阅图3为本发明该电压电平转换装置应用于马达驱动的电路图。如图所示,该电压电平转换装置应用于马达驱动电路,更具体而言,该电压电平转换装置的该充电单元30所输出的该输出电压Vout以连接一转换电路,以驱动控制一马达50。以三相马达驱动系统为例,该转换电路为三组互为并联的桥臂架构所组成,并且每一组桥臂由两功率开关兀件串联连接。该充电单兀30所输出的该输出电压Vout以连接一第一组桥臂的一第一桥臂开关Q1的一栅极,并且该第一电平转换单元10与该放电单元40所连接的该参考电压Vref以连接该马达50其中一相绕组。以本实施例为例,该参考电压Vref连接该马达50的U相绕组,但不以此为例。更具体而言,图3仅绘出连接该马达50的U相绕组以及该第一桥臂开关Q1的该电压电平转换装置。对三相马达驱动系统而言,每一相以连接一组该电压电平转换装置,换言之,该马达50的V相绕组与一第三桥臂开关Q3以及W相绕组与一第五桥臂开关Q5分别连接一组该电压电平转换装置。
[0056]再请参阅图2,以下将以该电压电平转换装置连接该马达50的U相绕组为例加以说明。该马达驱动系统(包含该电压电平转换装置与该转换电路)的初始状态说明如下:当该马达50静止时,该参考电压Vref为0伏特,并且假设该电源电压Vcc为12伏特,因此,该第一电平转换单元10所输出的该提升电压Vs为12伏特。
[0057]当该控制信号Sc为低电平(low level)时,该功率开关Qc截止关断(turnedoff) ο由于该提升电压Vs大于该参考电压Vref,因此该第二功率开关406与该第三功率开关408的栅极电压大于源极电压超过一电压值,使得该第二功率开关406与该第三功率开关408导通开启(turned on),并且该第一功率开关304的栅极电压等于源极电压,使得该第一功率开关304截止关断。
[0058]然后,当该控制信号Sc为高电平(high level)时,该功率开关Qc导通开启,由于该第二功率开关406与该第三功率开关408的栅极电压等于源极电压(电压电平皆等于该参考电压Vref),使得该第二功率开关406与第三功率开关408截止关断,并且该第一功率开关304的栅极电压大于源极电压超过一电压值,使得该第一功率开关304导通开启。此时,该提升电压Vs (12伏特)以同时对该充电单元30以及该第二电平转换单元20供电,以提供一输出电压Vout,此时该输出电压Vout大小为12伏特。值得一提,该提升电压Vs对该充电单兀30供电,更具体而言,为该提升电压Vs对该充电单兀30的该第一功率开关304的寄生电容(亦称为Ciss,其所对应电荷为Qg)充电。换言之,当该提升电压Vs对该充电单兀30充电时,该第一功率开关304与该输出电压Vout之间形成一充电路径。
[0059]然后,当该控制信号Sc再次为低电平时,该功率开关Qc截止关断,由于该提升电压Vs大于该参考电压Vref,使得该第二功率开关406与该第三功率开关408导通开启,并且该第一功率开关304截止关断ο此时,该输出电压Vout与该参考电压Vref之间经由该第三功率开关408形成一放电路径。
[0060]根据上述说明,该第一功率开关304的导通与截止透过该第二功率开关406的导通与截止以控制该第一功率开关304的栅极,亦即,当该第二功率开关406导通开启时,该第一功率开关304为截止关断状态;反之,当该第二功率开关406截止关断时,该第一功率开关304为导通开启状态。
[0061]由于该输出电压Vout以连接该第一桥臂开关Q1的该栅极,因此,该输出电压Vout以驱动该第一桥臂开关Q1的该栅极。再者,由于该参考电压Vref连接该马达50的U相绕组,并且该参考电压Vref非为固定的零电压电平,而是变动的弦波电压,因此,该电压电平转换装置以该变动的弦波电压的电压为基准,使得该充电单元30所提供的该输出电压Vout能以准确地提供控制该马达50的该转换电路的桥臂开关驱动切换。
[0062]请参阅图4至图6分别为本发明一输出电压与一参考电压两者关系、一提升电压与该参考电压两者关系以及一转换电压Vx与该输出电压两者关系的波形示意图。如图4所示,承上所述,该提升电压Vs大小为该参考电压Vref与该电源电压Vcc之和,并且当该输出电压Vout输出该提升电压Vs时,该输出电压Vout的提升电平由该电源电压Vcc所决定,并且,该输出电压Vout的切换频率由脉波宽度调变信号的切换频率所决定。如图5所示,表示该第一电平转换单元10的操作波形,亦即,该提升电压Vs大小为该参考电压Vref与该电源电压Vcc之和,因此图上所示两电压之间的电压差即为该电源电压Vcc。如图6所示,表示该第二电平转换单元20的操作波形,亦即,该转换电压Vx与该输出电压Vout两电压之间的电压差即为该提升电压Vs。
[0063]请参阅图7为本发明一电压电平转换装置的操作方法的流程图。该电压电平转换装置的操作方法包含下列步骤:首先,提供一第一电平转换单元,接收一参考电压与一电源电压,以输出一提升电压(S10)。其中该提升电压大小为该参考电压与该电源电压之和。该第一电平转换单元包含一第一二极管以及与该第一二极管连接的一第一电容,其中该第一电容连接该第一二极管的一阴极。然后,提供一第二电平转换单元,接收该提升电压(S20)。该第二电平转换单元包含一第二二极管以及与该第二二极管连接的一第二电容,其中该第二电容系连接该第二二极管的一阴极。
[0064]然后,提供一充电单元,接收一控制电压,并且接收该提升电压,以提供该充电单兀充电操作所需的电压,以提供一输出电压(S30)。该充电单兀系包含一第一电阻与一第一功率开关,其中该第一功率开关的一栅极连接该第一电阻的一端。此外,该充电单元还包含一限流电阻。该限流电阻连接该第一功率开关的一漏极与该第一二极管的该阴极,以限制由该第一电平转换单元流入该充电单元的电流大小。然后,提供一放电单元,接收该控制电压与该参考电压(S40)。该放电单元包含一第二电阻、一第三二极管、一第二功率开关以及一第三功率开关,其中该第三二极管的一阴极连接该第二电阻的一端、该第二功率开关的一栅极与该第三功率开关的一栅极。值得一提,该控制电压由一控制信号控制一功率开关所产生。其中,该控制信号可为一脉波宽度调变信号(pulse-width modulat1n signal, PWMsignal)。
[0065]最后,当该控制电压导通该充电单元并且截止该放电单元时,该充电单元系由该提升电压充电,使该提升电压系为该充电单元所提供的该输出电压;当该控制电压截止该充电单元并且导通该放电单元时,该放电单元由该输出电压放电(S50)。
[0066]当该控制信号为低电平(low level)时,该功率开关截止关断(turned off)。由于该提升电压大于该参考电压,因此该第二功率开关与该第三功率开关的栅极电压大于源极电压超过一电压值,使得该第二功率开关与该第三功率开关导通开
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1