基于空间矢量脉冲调制的电机驱动器的制造方法_2

文档序号:9923315阅读:来源:国知局
动器100。在启动时,电机驱动器100可W接合,并且当合适 时可W执行诊断自检。作为启动过程的一部分,控制器110可W读取与它的电机190相关的 设置112。SVPmi生成器116可W导出被应用到HVM放大器120的SVPmi驱动模式,W根据在设 置112中识别的参数诱导转换器130产生适合于电机190的AC信号。控制器110可根据SVPWM 驱动模式产生开关控制线路180的控制信号,和转换器130可响应于由PWM放大器120提供的 脉冲而产生交流信号。
[0027] 该检测器140可W监视从电机190和/或控制器130返回的信号。检测器140可产生 反馈信号到控制器110,它表示电机190在操作中的参数,运可偏离用来产生电机设置112的 预期参数。分析器114还可W将112的高级别设置转换为SVPmi发生器116的低水平配置。分 析器114可比较反馈信号与表示预期参数的值,并产生表示两者之间差异的数据。响应于由 分析仪114提供的差分数据,SVPWM发生器116可W修改其SVPWM驱动模式。
[002引图2示出根据本发明的另一实施例的示例电机驱动器200。如图1所示,电机驱动器 200可应用作为电机驱动器100。同样,电机驱动器200可W包括控制器210、PWM放大器220、 转换器230和检测器240。在本实施例中,转换器230可由两对或脉冲信号Pl和P2,和P3和P4 差分驱动。
[00巧]根据SVPmi驱动模式,控制器210可控制HVM放大器220产生多个信号(Pl,P2,P3和 P4)。该转换器230可W转换所述多个信号为多个交流信号(Ml和M2) W驱动电机290。控制器 210可经由检测器240监视电机驱动器200中的电流或电压,W调整多个信号(PI,P2,P3和 P4)和/或多个AC信号(Ml和M2)的SVPWM的相位、幅度和/或频率。
[0030] 根据一个实施例,PWM放大器220可W包括多个开关(221A,221B,222A,222B,223A, 2238,2244,2248),每个使用对应的开关控制信号(51.1,玄円,51.2,贸立,52.1,厉1, 82.2,和厉3)控制。第一组的开关221曰、222曰、223曰、224曰可连接其各自的输出端到第一电 压源(VDD)。第二组开关22化、2226、2236、22仙可连接其各自的输出端到第二电压电源 (地)。所述开关可W在H桥配置中提供。开关221a、22化、222a和22化可差动驱动,运样,当开 关驱动输出Pl至第一供电电压(例如,开关221a驱动Pl至V孤),对应开关驱动其他输出P2到 对方的电源电压(例如,开关22化驱动P2到接地)。同样,开关223a、223b、224a和224b可差分 驱动,运样,当开关驱动输出P3到第一电源电压(例如,开关223a驱动P3至V孤)时,对应开关 驱动其他输出P4到对方供给电压(例如,开关224b驱动P4接地)。开关221a、221b、222a、 222b、223a、223b、224a、224b可W是金属氧化物半导体场效应晶体管(M0S阳T)。
[0031] 任选地,Pmi放大器220可W包括连接在电源VDD和GND之间的电容器228和229,其 通过相应的开关器222a、222b、224a和224b禪合到放大器的输出端。
[0032] 信号SI. 1可W与盈:!相反或倒置数字状态,使得当信号SI. 1接通开关221a时,信 号沉3关闭开关22化,并且当信号SI. 1关闭开关221a时,信号面□接通开关22化。信号SI. 2 可与沉五相反数字状态。信号S2.1可与濟1数字状态相反。信号S2.2可与及数字状态相 反。此外,多个信号(P1,P2,P3和P4)可W产生作为对应于每个相应控制信号(S1.1,S1.2, 52.1,52.2)的数字状态。如所示,开关221曰、22化、222曰、2226、223曰、2236、224曰、2246可被差 分驱动,W驱动输出信号Pl和P2, W区分电压电平(当P2驱动到接地时,Pl至VDD,和反之亦 然),并且还驱动输出信号P3和P3至彼此不同的电压电平(当P3被驱动到接地时,P巧IjVDD且 反之亦然)。通过该配置,控制信号(Sl. 1,瓦1,Sl. 2,好3,S2.1,衣ri、S2.2,和短5 )可W 控制多个信号(Pl,P2,P3和P4)的调制。
[0033] 控制器210可W生成开关控制信号(S1.1,开~US1.2沉:I,S2.1,屏Tl,S2.2,和 ;!^),或者可^产生所述开关控制信号(51.1,51.2,52.1,52.2),和反相的开关控制信号( 沉7[,沉褒1,和厉5)可W使用逆变器从开关控制信号(51.1,51.2,52.1,52.2)中 产生。
[0034] 在本实施例中,该转换器230被示为LC振荡器。该转换器230可包括多个电感器 (232曰、23化、232(:、232(1),多个电容器(234曰、23413、2:3如、234(1)^及多个隔离器(236曰和 23化)。在图2所示的实施例中,隔离器236a、236b被示为基于变压器的隔离器,但本发明的 原理适用于其他类型的隔离器,例如,基于电容器的隔离器。
[0035] 电感器232曰、2326、2326、232(1和电容器234曰、2:3413、23如、2:34(1可^成对布置^形 成各自的过滤器。如图所示,电感器232a和电容器234a可W形成用于信号Pl的过滤器,电感 器23化和电容器234b可形成信号P2的过滤器,电感器232c中和电容器234c可W形成用于信 号P3的过滤器,和电感232d和电容器234d可形成用于信号P4的过滤器。在转换器230中的过 滤器可W被认为是隔离器(236a和236b)的初级侧(输入侧)的过滤器。运样,过滤器输出可 W被施加到相应的隔离器236a、236b的相对端。
[0036] 在图2的实施例中,滤波器可W是低通滤波器。利用运种结构,每个信号(PI,P2, P3,P4)可W从信号。1,?2^3,?4)的数字脉冲中从调制谐波过滤、平滑和/或除去噪声。信 号。1,?2,?3,?4)的过滤信号对可^被连接到变压器236曰和2366。例如,?1和?2的过滤信号 对可W连接到变压器236a的输入端,并P2和P3的过滤信号对可W被连接到变压器236b的输 入。根据运样的结构,基于每对信号的平滑模拟信号之间的差异(Pl和P2的滤波信号对的差 异,P3和P4的滤波对信号的差异),可生成变压器的输出。
[0037] 变压器236A的两个输出节点可连接到电机290的输入节点Va和V普通。变压器236B 的两个输出节点可连接到电机290的输入节点Vb和V普通。
[0038] 在图2的实施例中,过滤器可W包括带通滤波器、数字滤波器、等等。
[0039] 图3示出了根据本发明的另一实施例的示例性电机驱动器300。电机驱动器300可 W是图1的电机驱动器100的实施方式。同样地,电机驱动器300可W包括控制器310、PWM放 大器320、转换器330和检测器340。在本实施例中,转换器330可由两对或脉冲信号,Pl和P2, 和P3和P4差分驱动。
[0040] 根据SVPWM,控制器310可W控制多个HVM放大器320 W产生多个信号(Pl,P2,P3和 P4)。该转换器330可W转换所述多个信号为多个交流信号(Ml和M2) W驱动电机390。控制器 310可经由检测器340监视电机驱动器300中的电流或电压。
[0041 ] 根据一个实施例,PWM放大器320可W包括多个开关(321a、32化、322a、32化、323曰、 323b、324a、324b),每个控制与对应的开关控制信号(SI. 1,济1 ,Sl. 2,玩3,S2.1,屏1, S2.2,和厉吉)。此外,一个或多个电容器(328和329)可W连接在供应VDD和GND之间W储存 能量。
[0042] 多个开关(321a、32化、322a、32化、323曰、3236、324曰、3246)可^包括多个巧乔型金 属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。多个开关(321a、321b、322a、322b、323a、323b、 324a、324b)可形成多个分支。例如,切换部321a,32化可串联连接在VDD和GND之间W形成分 支,W产生开关321a和32化之间的信号Pl。开关322a和32化可形成分支,W产生信号P2。开 关323a和323b可形成分支,W产生信号P3。开关324a和324b可W形成分支,W产生信号P4。
[0043] 信号SI. 1可W与訂1数字状态相反或倒置,使得当信号SI. 1接通开关321a时,信 号Sl断开开关321b,和当信号SI. 1关闭开关321A,信号面3接通开关321B。信号SI. 2可与 巧這数字状态相反。信号S2.1可与森Tl数字状态相反。信号S2.2可与度3数字状态相反。通 过运样的结构,所述多个开关(321a、32化、322a、32化、323曰、3236、324曰、3246)可不造成¥00 和GND之间短路。此外,多个信号(Pl,P2,P3和P4)可W产生对应于每个相应控制信号(SI. 1, Sl. 2,S2.1,S2.2)的数字状态。通过运样的结构,控制信号(SI. 1,沉1,Sl. 2,济3,S2.1, 励,S2.2,和濟何W控制多个信号。1,?2,?3,和
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