用于控制dc/ac电压转换器的电子构造_3

文档序号:9528775阅读:来源:国知局
0092] 相反,转换器2可将由电网提供且经由电定子绕组6流动的a. c.电压转换为用于 为电能存储单元5供电的d.c.电压,以便允许后者充电。在该情况下,连接器8连接至电 网的端子。
[0093] 在此,转换器2包括三个Η桥20,其中,每个Η桥由两个臂形成,所述臂在电能存储 单元5的端子之间并联设置。在当前例子中,每个臂设置有两个可控切换单元21,它们是可 逆的且串联设置。切换单元21例如由晶体管和二极管的逆并联布置形成,其中,适当的情 况下,二极管为晶体管的本征二极管。晶体管可以是场效应类型、IGBT类型或双极类型。
[0094] 在图1所示的例子中,电路4没有插置在电能存储单元5和d. c. /a. c.电压转换 器2之间的d. c./d. c.电压转换器。
[0095] 切换单元21通过构造 3控制,如以下所述。
[0096] 图2示出根据本发明实施例的第二例子的组件1。该组件1与参考图1所述的区 别在于,电路4还并入有插置在电容器7和电能存储单元5之间的d. c. /d. c.电压转换器 25,即转换器25还设置在所述单元5和d. c. /a. c.电压转换器2之间。
[0097] d. c. /d. c.电压转换器25允许电能存储单元5的端子处的电压值调整至适于为电 定子绕组6供电的电压值,反之亦然。在该情况下,所述转换器25互连,包括多个分支。在 当前例子中,每个分支包括:
[0098] -臂,与电容器7并联设置,且包括两个串联的切换单元27,它们是可控的且被中 点28分开;
[0099] -线圈29,其一个端部连接至臂的中点28,其另一端部连接至电能存储单元5的正 高电压端子。
[0100] 在所考虑的例子中,转换器25中的分支的数量等于转换器2的臂的数量,即六个, 且分支成对,一对30中的一个分支的线圈29磁親合至所述对30的另一分支的线圈29。
[0101] 在该例子中,d. c./a. c.电压转换器2的切换单元21和d. c./d. c.电压转换器25 的切换单元27被构造3控制。
[0102] 现将参考图3描述图2所示的构造3。在并非作为限制提出的该例子中,所述构造 3设计为控制d. c. /a. c.电压转换器2和d. c. /d. c.电压转换器25。
[0103] d. c. /a. c.电压转换器2的控制涉及远程控制单元35、主控制单元36和多个副控 制单元37的使用。每个副控制单元37专用于转换器3的一个Η桥20,且在当前例子中,包 括以下:
[0104] -处理单元40,用于处理从主控制单元36接收的信息,和
[0105] -监视单元41,用于监视其所专用的桥20的切换单元21。
[0106] 所述监视单元允许基于由处理单元40接收的信息改变全部或一些切换单元21的 状态。所述监视单元41通常描述为"驱动器"。
[0107] 如从图3观察的,在当前例子中,每个副控制单元37并入有其自己的电能源42,用 于为副控制单元37的各个部件和/或Η桥20的切换单元21提供电力。
[0108] 在当前例子中,每个副控制单元37还并入有其自己的时钟43,以及用于在重置功 能时管理电力的模块。
[0109] 在当前例子中,每个副控制单元37还并入有用于在处理单元40和监视单元41之 间交换信息的链接件45。该信息例如允许Η桥20的切换单元21的控制,特别地包括控制 信号和电力供给信号,用于改变全部或一些所述切换单元21的状态。
[0110] 如图3所示,副控制单元37的每个处理单元40可通过链接件48连接至主控制单 元36。该链接件48允许以下:
[0111] -用于在正常操作模式中控制相应的Η桥20的切换单元21的数据由主控制单元 36传送至每个处理单元40,和
[0112] -用于在辅助操作模式中控制相应的Η桥20的切换单元21的数据由主控制单元 36传送至每个处理单元40。
[0113] 每个监视单元41可还通过链接件49直接连接至主控制单元36,而没有通过处理 单元40。该链接件49允许周期比值由每个监视单元41传送,该值应用于其所专用的Η桥 20的切换单元21。
[0114] 所述链接件49旁通处理单元40确保影响与副控制单元37中的监视单元41相关 联的处理单元40的异常将不阻止所述周期比值传送至主控制单元。
[0115] 构造3还并入有时钟50、电能源51和用于在重置功能时管理电力的模块,它们专 用于主控制单元36。
[0116] 如所示,构造3可还并入有获取装置55,用于获取电路4中的测量。该获取装置允 许例如获取以下的至少一个:
[0117] -在d. c. /a. c.电压转换器2的每个臂中流动的电流,
[0118] -在电容器7的端子处的电压,即在转换器2的d.c.接口上的电压,
[0119] -在每个Η桥20的中点处的温度,
[0120] -电机的转子的旋转速度,和
[0121] -施加至所述转子的扭矩。
[0122] 这些测量可以模拟的形式传送至模拟/数字转换器,在此之后经由链接件58至主 控制单元36。链接件58例如是全双工同步串行链,例如SPI。
[0123] 后者可自己处理所述信息,该信息然后用于产生转换器2的控制,例如在控制设 置中。
[0124] 作为变体,主控制单元36可将所述信息传送至通过链接件60连接的远程控制单 元35。所述链接件60例如是全双工同步串行链,例如SPI。在图3所示的例子中,在主控 制单元36和远程控制单元35之间的数据交换经由被链接件60跨过的势皇61执行。
[0125] 所述势皇61例如提供电流绝缘62,特别地通过变压器或光耦的使用。所述势皇 61将并入有远程控制单元35的低电压环境与并入有主控制单元36、副控制单元37和电路 4的高电压环境分开。
[0126] 主控制单元36可以是主单元,其与远程控制单元35通信,在该情况下,远程控制 单元是从单元。
[0127] 远程控制单元35可并入一个或多个处理系统,例如一个或多个微控制器65。所述 微控制器65可经由ADC链接件66与监视器67通信。在车辆应用中,监视器可以是车辆的 发动机控制单元(ECU)。
[0128] 在所述例子中,远程控制单元35设置有专用的电能源68。远程控制单元35可用 于产生用于在d. c. /a. c.电压转换器2的每个臂中的电流的设定点值,以及用于转换器2 的臂的端子处的电压的设定点值。
[0129] 在适用时,远程控制单元35可与用于测量电机定子中的温度的测量装置相关联, 以及与用于确定电机转子的位置的测量装置相关联。
[0130] 如已指出的,在所考虑的例子中,构造3还构造用于控制d. c. /d. c.电压转换器 25。为此,其可并入有第二主控制单元70和多个监视单元80,所述第二主控制单元例如利 用与形成主控制单元36的部件类似的部件被构造,每个所述监视单元80专用于控制一对 30分支中的切换单元27。
[0131] 第二主控制单元70可经由链接件71与每个监视单元80通信。类似于上述设置, 第二主控制单元70可与专用的电能源73、专用时钟74、用于在重置功能时管理电力的模 块、和获取装置78相关联,所述获取装置用于记录与d. c. /d. c.电压转换器25中的电变量 相关联的测量。
[0132] 与链接件60类似的链接件79允许第二主控制单元70和远程控制单元35之间的 通信。
[0133] 在组件1没有d. c. /d. c.电压转换器25时,构造3将不并入标记为70至79的元 件。
[0134] 我们现在描述利用电子构造3的d. c. /a. c.电压转换器2的控制的例子。在正常 操作模式中,在构造3中或在电路4中没有检测到异常,且每个副控制单元37经由其监视 单元41施加设定点值至相应的Η桥20的全部或一些切换单元21,所述设定点值基于从远 程控制单元35和/或从主控制单元36引导至处理单元40的信息产生。
[0135] 由获取装置55获取的测量例如经由主控制单元36传递至远程控制单元35。设定 点然后通过远程控制单元35产生,然后被主控制单元36转换。副控制单元37然后取回要 施加至它们相应的Η桥20的设定点,这些设定点经由处理单元40被处理,且经由它们的监 视单元41施加至所述桥20的全部或一些切换单元21。
[0136] 经由链接件49传送的信息允许主控制单元36确认,正确的设定点被每个监视单 元41施加,以及因此,没有影响副控制单元的异常。
[0137] 经由链接件48传送的信息还允许每个副控制单元
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