栅极驱动电源系统的制作方法_2

文档序号:10038162阅读:来源:国知局
在其他情况下,栅极驱动22与多于一个的开关20相关联。
[0031]开关20开启和闭合,以响应栅极驱动信号。栅极驱动22将栅极驱动信号提供给开关20,特别是提供给开关的栅极。栅极驱动信号必须具有相对精确的电流和电压值,以使开关20正确地开闭。栅极驱动22需要被精确调整的供电,以便产生必需的栅极驱动信号。
[0032]这样,逆变器14的合适操作需要将适当调整的直流供电电压提供给栅极驱动22,以使栅极驱动为开关20提供必需的栅极驱动信号。为栅极驱动22提供的直流供电电压必须具有在标称值的预定阈值范围内的电压幅度。例如,栅极驱动22的标称供电电压约为25.0V,并且当该供电电压降至23.0V以下时,逆变器14可关闭。这种关闭是必要的,因为栅极驱动22将不能产生必需类型的栅极驱动信号,并且开关20对栅极驱动信号下降至可允许公差之外的响应可能是不稳定的。
[0033]动力系统10还包括栅极驱动电源(⑶PS) 24。⑶PS 24被配置成向栅极驱动22提供被适当调整的直流供电电压。⑶PS 24通过使用来自低压直流辅助电池26(例如,12V)的电能量为栅极驱动22产生直流供电电压。由GDPS 24为栅极驱动22产生的直流供电电压独立于逆变器14的直流输入电力,其中逆变器14将该直流输入电力转化为用于马达16的交流电力。
[0034]由⑶PS 24提供的直流供电电压包括用于各个栅极驱动22的多个栅极驱动直流电压信号。例如,GDPS 24产生用于栅极驱动22中的第一个栅极驱动的第一栅极驱动直流电压,用于栅极驱动22中的第二个栅极驱动的第二栅极驱动直流电压,等等。这样,在如图1所示的逆变器14的布置中,⑶PS 24为逆变器14的六个栅极驱动22产生六个栅极驱动直流电压信号。
[0035]在此实施方案中,由⑶PS 24产生的栅极驱动直流电压信号具有相同的电压特性。例如,每个栅极驱动直流电压信号为约24.5V的电压信号,其被分为+15.5V的电势和-9.0V的电势。这样,在这种情况下,⑶PS 24被配置成产生六个分离的23V到25V的电源供应,每个电源供应被分为+15.5V的电势和-9.0V的电势。当然,GDPS 24可产生具有例如不同电压值和不同电势的其他电压特性的栅极驱动直流电压信号。
[0036]在一个示例性的布置中,逆变器14包括两组并行布置的开关20和栅极驱动22。设计并行布置两个或多个组,以将输出级并行地放置,从而获得更高的电力吞吐量。在图1中,示出一组六个开关20,每个开关都与各自的栅极驱动22相关联。因此,该示例性的布置包括十二个开关20和十二个栅极驱动22。⑶PS 24被配置成使用来自辅助电池26的电能量产生十二个栅极驱动直流电压信号,用于这十二个栅极驱动22。这样,⑶PS 24被配置成产生十二个分离的23V到25V的电源供应,每个电源供应被分为+15.5V的电势和_9.0V的电势。
[0037]如本文所述,⑶PS 24还被配置成使用来自辅助电池26的电能量产生额外的直流电压信号。例如,⑶PS 24被配置成产生另外三个分离的15V电源供应。例如,⑶PS 24被配置成产生第一 15V直流电压信号,用于与马达16相关联的旋转变压器(resolver)(未示出);产生第二 15V直流电压信号,用于与逆变器14的第一平面相关联的第一绝缘监控器(未示出);以及,产生第三15V直流电压信号,用于与逆变器14的第二平面相关联的第二绝缘监控器(未示出)。
[0038]动力系统10还包括控制器18。在其他功能中,控制器18被配置成控制逆变器14,从而控制由逆变器所实施的直流到交流的转换。在这方面,控制器18被配置成根据预定安排来控制开关20的开闭,以使直流输入被转化为交流输出。
[0039]现在参照图2,其中示出⑶PS 24的原理图。⑶PS 24也使用来自辅助电池26的电能量来产生栅极驱动直流电压信号和额外的直流电压信号。⑶PS 24包括两级转换器,以产生直流电压信号。转换器的第一级为电压升压级28,并且转换器的第二级为逆变器级30。电压升压级28将来自辅助电池26的可变的、相对低的直流电压(例如,12V)升压为被调整的、实质上较高的直流升压电压(V.)(例如,45V)。逆变器级30将直流升压电压32转化为交流电压34。
[0040]⑶PS 24还包括多个电压供应电路36。作为例子,电压供应电路36包括旋转变压器电压供应电路36x以及多个栅极驱动电压供应电路36a、36b和36η。栅极驱动电源电路36a、36b和36η分别与栅极驱动22相关联,并为其对应的栅极驱动22提供栅极驱动直流电压信号。旋转逆变器电压电源电路36χ与马达16的旋转变压器相关联,并为旋转变压器提供直流电压信号。
[0041]交流电压34分别通过变压器耦合到每个电压供应电路36。具体地,对于每个电压供应电路36,变压器42的初级绕组40被耦合到逆变器级30的两个分支之间。变压器42的次级绕组44向电压供应电路36提供来自次级绕组44的交流输出。电压供应电路36对该交流输出进行整流以由此产生直流供电电压。例如,栅极驱动电压供应电路36a对交流输出进行整流,以由此产生栅极驱动直流供电电压,用于对应的栅极驱动22 ;栅极驱动电压供应电路36b对交流输出进行整流,以由此产生栅极驱动直流供电电压,用于对应的栅极驱动22 ;等等。再次,作为例子,每个栅极驱动直流电压信号是约25.0V的直流电压信号,其被分成+15.5V的电势和-9.0V的电势。图3示出栅极驱动电压供应电路36中的一个的原理图。
[0042]同样地,旋转变压器电压供应电路36x对交流输出进行整流,以由此产生直流供电电压,用于旋转变压器。再次,作为例子,由旋转变压器电压供应电路36x产生的直流供电电压为15V直流电压信号。
[0043]将结合图4来描述使用来自辅助电池26的电能量产生多个电压供给(即,栅极驱动电压信号和额外的电压信号)的GDPS 24的配置和操作。图4示出GDPS 24的时序图50 ο
[0044]如图2所示,⑶PS 24的电压升压级28包括用于实施电压升压功能的、晶体管形式的开关38。GDPS 24的逆变器级30为半桥逆变器,其包括用于实施逆变器功能的、晶体管形式的一对开关40a和40b。⑶PS 24还包括电压升压控制器集成电路(IC)42、栅极驱动器集成电路(⑶IC)44和启动电路46。电压升压控制器42、⑶IC 44和启动电路46为控制器(例如,微控制器)(“控制器”)。电压升压控制器42、GDIC 44和启动电路46中的任何部分或全部可能是同一个控制器的一部分。如下更详细地解释的,在该示例性实施方案中,电压升压控制器42和⑶IC 44为脉宽调制(PffM)控制器。
[0045]电压升压控制器42被配置成对电压升压级28的开关38的开闭进行控制,从而控制来自辅助电池26的直流电压到直流升压电压32的升压。电压升压控制器42使用脉宽调制(PffM)控制信号来控制开关38的开闭。电压升压控制器42感测从电压升压级28输出的直流升压电压32的电压值,其作为用于控制开关38的开闭的反馈信息。电压升压控制器42由直流升压电压32供电。<
当前第2页1 2 3 4 
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