专利名称：具有集成充电装置的开放式三角电机驱动器的制作方法
技术领域：
本公开总体上涉及用于电动车辆的集成的逆变电路/充电电路。
背景技术：
图1是三相桥逆变器和三相电机的基本组合形成的用于电动车辆的驱动电路10的电路示意图。图1中的电路10包括三相桥逆变器12(包括一个DC总线输入电容器Ci)、电池14和三相电机16。逆变器由6个晶体管(构成3对开关)形成Q1与Q2，Q3和Q4，以及Q5和Q6，每对开关与位于其中心的相应的相位节点(18a，18b，18c)形成一个开关极(switching pole)。每个相(相A、相B、相C)将功率由逆变器12提供给电机16并且耦合至对应的相位节点。图2、3、4显示了三个本领域已知的现有的无变压器的集成驱动-充电方案在的。对于这些方案中的每一个，起点为三相电压型逆变器和如图1所示的三相电机的耦合组合。在每个方案中，电机的类型可能为感应电机、无刷永磁电机或者同步磁阻电机。在每个方案中，充电期间使用具有升压模式(boost-mode)作用的开关模式功率转换。电机绕组作为感应电路兀件使用。因此，对于这些方案中的每一个，输入充电电压的峰值肯定小于电池电压。图2是使用二极管电桥的集成充电电路20的电路示意图。在图2的方案中，二极管电桥24和常规的EMI (电磁干扰)滤波器/充电端口 26被添加至图1中逆变器-电机10以提供充电功能。二极管电桥24和滤波器26通过电线28和30 (接地线G)耦合至逆变器-电机10。当在驱动模式下操作时，二极管电桥24内的每个二极管在任何时候保持反偏压(back-biased)，从而有效地将滤波器26从逆变器-电机的组合断开，进而防止在驱动模式操作期间滤波器26内产生不想要的电流。当在充电模式下操作时，输入功率(单相或三相)通过二极管电桥24进行整流以提供脉动DC (直流)电压源。接着，该电压源随后被升压以将功率输送至电池14。升压操作通过半导体开关Q3至Q6的常规脉冲宽度调制(PWM)控制并结合电机绕组产生的电感而进行。开关Ql和Q2在充电模式期间保持关闭。Q3至Q6的控制可以使得DC总线内的奇数电流谐波被取消，从而使得电容器Ci内的损耗最小化。通过使用电流ix和电压Vx保持成比例的控制功能，充电的功率因素得到优化。使用单相功率时，可以维持几乎整功率因数；使用三相功率时，功率因数仅仅降低至约96%。最大充电功率通常由电机的额定值确定。使用这个方案，对于单相操作，最大持续充电功率是持续驱动模式下额定值的约一半。对于三相操作，持续的额定值跃增至持续驱动模式下额定值的大约70%。图2所示方案的优越性在于它取消了接触器，确保了单向性(功率不能回到电站)以及能够从峰值电压低于电池电压的任何AC (交流电流)电源(例如电站)运行。这个方案的一些缺点包括因为二极管电桥而增加了成本和功率损耗，无法控制无功功率，无法提供双向操作(将功率返回至电站)，使用三相功率输入操作时功率因数下降，在电线30 (返回)和电线X、Y、Z的时间平均值之间存在高共模电压。因为共模滤波器的尺寸与共模电压成比例，这意味着必须使用适度大的共模滤波器来防止产生不想要的共模线电流。图3是使用接触器Κ2打开一个桥臂的集成充电方案32的电路示意图。使用这个方案，两个接触器(Kl，Κ2)和一个常规的EMI滤波器/充电端口 26被添加至图1中逆变器-电机10以提供充电功能。当在驱动模式下操作时，接触器Kl打开，接触器Κ2关闭，从而重新建立起图1的配置。在充电模式中，Kl关闭，Κ2打开，同时Ql至Q4提供同步整流；使用电机内固有的电机漏电感提供所需的相位端口电感。可以采用不同的PWM控制方案。在一个方案中，控制使得线电流保持为与线电压实时成比例，从而提供整功率因数运行。和前面的一样，最大充电功率通常由电机的额定值确定。通常情况下，使用这个方案，最大持续充电功率是持续驱动模式下额定值的约一半。图3方案的优点包括取消了添加的半导体组件(例如图2方案的二极管电桥24)，能够从峰值电压低于电池电压的任何电站运行，能够双向操作(将电能返回至电站)，能够提供独立的AC功率输出，以及能够控制无功功率。这个方案的缺点包括因为缺少与电机16的相A相关的电感而需要相当大的共模滤波器，在驱动模式操作期间需要相当大的接触器(Κ2)处理电机全电流，以及无法适应充电端口的三相功率输入。共模滤波器的物理尺寸与共模电压和RMS端口电流的乘积成比例。共模电感器的实际尺寸将取决于一些细节，例如芯材、热传递、以及缠绕包装因素。通常的比例常数是在25 g/kVA至100 g/kVA的范围内。图4是使用二极接触器K2打开电机中性“接头(splice)”的集成充电方案40的电路示意图。使用这个方案，电机内不设有中性接头；三个电机绕组中每个绕组的两个桥臂均被带出。两个接触器(Kl，K2)和一个常规的EMI滤波器/充电端口 26被添加至图1中逆变器-电机10以提供充电功能。当在驱动模式下操作时，接触器Kl打开，二极接触器K2关闭，从而重新建立起图1的配置。在充电模式中，接触器Kl关闭，接触器K2打开，同时Ql至Q6提供同步整流；使用电机漏电感提供所需的相位端口电感。可以采用不同的PWM控制方案。在一个这样的方案中，控制使得线电流保持为与线电压实时成比例，从而提供整功率因数运行。和前面的一样，最大充电功率通常由电机的额定值确定。通常情况下，使用这个方案，对于单相充电，最大持续充电功率是持续驱动模式下额定值的约50%。对于三相充电，持续的额定值跃增持续驱动模式下额定值的大约80%。这个方案的优点包括取消了半导体组件(例如图2的二极管电桥24)，取消了电机中性接头，能够从峰值电压低于电池电压的任何电站运行，能够适应单相和三相电站功率，能够双向操作，能够提供独立的单相和三相AC功率输出，能够控制无功功率，以及减小因为拓扑结构对称引起的充电共模电流，从而能够使用较小的共模滤波器。这个方案的缺点包括在驱动模式操作期间需要相当大的接触器(K2)处理电机全电流，以及需要六条大型电机线取代三条大型电机线。
发明内容
集成的电机驱动及电池充电装置，包括电池；具有N个独立电机绕组的电动电机，每个电机绕组具有第一和第二桥臂；具有多个(M个)极的接触器，每个极具有第一侧和第二侧；具有2N个开关极和一个电容器的逆变器，每个开关极和电容器与电池并联；以及用于控制每个开关极状态的PWM控制电路。每个电机绕组的每个桥臂耦合至相应逆变器开关极的相位节点，至少两个电机绕组桥臂(或其分接头(tap ))耦合至接触器极的相应第一侧，电源/功率耗散器被耦合至接触器极的相应第二侧，以及在一个方面，电容器耦合在每对接触器极之间。
附图(包括在本说明书内并构成本说明书的一部分)示出了一个或更多的实施例，和实施例的描述一起，用于解释实施例的原理和实施。在附图中
图1是按照现有技术的三相逆变器和三相电机的基本组合的电路示意图。图2是按照现有技术的使用二极管电桥的集成充电方案的电路示意图。图3是按照现有技术的使用接触器打开一个桥臂的集成充电方案的电路示意图。图4是按照现有技术的使用二极接触器打开电机中性“接头”的集成充电方案的电路不意图。图5A是按照本发明一个实施例的具有集成充电装置的开放式三角驱动器(opendelta drive)的电路示意图。图5B是按照本发明一个实施例的具有集成充电装置的开放式三角驱动器的电路示意图。图5C是按照本发明实施例的用于图5A、6A、7A的电路的EMI滤波器/充电端口的电路不意图。图是按照本发明实施例的用于图5B、6B、7B的电路的EMI滤波器/充电端口的电路不意图。图6A是按照本发明一个实施例的具有集成充电装置的开放式三角驱动器的电路示意图。图6B是按照本发明一个实施例的具有集成充电装置的开放式三角驱动的器电路示意图。图7A是按照本发明一个实施例的具有集成充电装置的开放式三角驱动器的电路示意图。图7B是按照本发明一个实施例的具有集成充电装置的开放式三角驱动器的电路示意图。图8是按照本发明实施例的用于图5A、5B、6A、6B、7A和7B中开放式三角电路在驱动模式下操作时PWM开关命令的时序图。图9是按照本发明实施例的用于图5A、5B、6A、6B、7A和7B中开放式三角电路在充电模式下操作时的PWM开关命令的时序图。图10是按照本发明一个实施例的具有集成充电装置的变化的开放式三角驱动器的电路不意图。图11是按照本发明一个实施例的用于图10中变化的开放式三角驱动电路在充电模式下操作时的PWM开关命令的时序图。
具体实施例方式实施例在关于方法和装置的本文中进行描述，该方法和装置提供一种电动车辆内具有集成充电的开放式三角电机驱动器。本领域的技术人员将意识到下面的描述仅仅是说明性的，并不以任何方式进行限制。这些从本公开中获利的技术人员很容易通过提示获得其他实施例。现将参考附图详细地描述实施例的实施。在整个附图和下面的描述中尽可能地使用同样的附图标记来指代同样或类似的项目。为了清楚起见，所述实施并没有对所有的常规特征进行图示和描述。当然，应当理解的是，在任何这种实际实施的开发过程中，为实现开发人员的特定目标，必须做出多种特定的实施决定，比如符合应用和商业相关的要求。还应当理解的是，这些特定目标从一个实施到另一个实施以及从一个开发人员到另一个开发人员将会有所不同。此外，应当理解的是，这种开发工作可能是复杂且耗时的，但尽管如此，对于从本公开中获利的那些本领域普通技术人员来说是设计的常规任务。本领域当前状态的电动和混合动力车辆通常将三相桥式电压型逆变器和Y型缠绕永磁电机或者Y型缠绕感应电机结合以获得所需的驱动功能。另一种方法是使用六相单元替代三相逆变器，每个三相电机绕组由两个逆变器相位驱动。尽管这种方法(这里称为“开放式三角驱动”)增加了一些复杂性，它产生的好处包括减小了 DC总线电容器内的纹波电流，减小了电机内的PWM损耗，以及取消了电机中性接头。本发明提供扩展开放式三角方案的新的功率拓扑结构，从而逆变器和电机除了具有驱动系统的功能外，还具有高速率、整功率因数电池充电的功能。图5A是按照本发明一个实施例的具有集成充电功能的开放式三角驱动电路50的电路示意图。电路50配置用于充电端口 52的三相(X，Y，Z)充电。图5B是按照本发明另一个实施例的具有集成充电功能的开放式三角驱动电路56的电路示意图。电路56配置用于EMI滤波器/充电端口 58的DC (+，一)充电。图5C是按照本发明实施例的电路50的EMI滤波器/充电端口 52 (还有电路60的端口 62以及电路70的端口 72 )的电路示意图。图5D是按照本发明实施例的电路56的EMI滤波器/充电端口 58 (还有电路64的端口 66以及电路74的端口 76)的电路示意图。在图5C中，电容器Clx，Cly和Clz和电感Llx，Lly和Llz —起形成一个差模滤波器，用于衰减差模电压和电流纹波。电容器C2x，C2y和C2z和电感L2x，L2y和L2z—起形成一个共模滤波器，用于衰减共模电压纹波。Llx，Lly和Llz是独立的组件，而L2x，L2y和L2z共享一个磁芯。在图中，电容器Cl和电感Llx，Lly和Llz —起形成一个差模滤波器，用于衰减差模电压和电流纹波。电容器C2x，C2y和C2z和电感L2x，L2y和L2z —起形成一个共模滤波器，用于衰减共模电压纹波。Llx，Lly和Llz是独立的组件，而L2x，L2y和L2z共享一个磁芯。图6A是按照本发明一个实施例的具有集成充电功能的开放式三角驱动电路60的电路示意图。电路60配置用于EMI滤波器/充电端口 62的三相(X，Y，Z)充电。图6B是按照本发明另一个实施例的具有集成充电的开放式三角驱动电路64的电路示意图。电路64配置用于EMI滤波器/充电端口 66的DC (+，一)充电。图5C是按照本发明实施例的电路60的EMI滤波器/充电端口 62的电路示意图。图是按照本发明实施例的电路64的EMI滤波器/充电端口 66的电路示意图。图7A是按照本发明一个实施例的具有集成充电的开放式三角驱动电路70的电路示意图。电路70配置用于EMI滤波器/充电端口 72的三相(X，Y，Z)充电。图7B是按照本发明另一个实施例的具有集成充电功能的开放式三角驱动电路74的电路示意图。电路74配置用于EMI滤波器/充电端口 76的DC (+，一)充电。图5C是按照本发明实施例的电路70的EMI滤波器/充电端口 72的电路示意图。图是按照本发明实施例的电路74的EMI滤波器/充电端口 76的电路示意图。在图5A，5B, 6A，6B, 7A，7B和10的电路中，六相逆变器54耦合至三相电机16，并由电池(或其他DC电压源)14供电。DC总线输入电容器Ci (逆变器54的一部分)与电池14跨接。六相逆变器54由构成开关的12个晶体管(Q1-Q12，)形成。每个将功率由逆变器54提供给电机16的相(相Al，相BI，相Cl，相A2，相B2，相C2)耦合至与相位对应的一对开关(开关极)的中心(相位)节点，即，Ql和Q2 (A1)，Q3和Q4 (BI)，依此类推。图5A，5B，6A，6B，7A和7B中所示每个实施例的逆变器的操作是相同的，并在下面进行描述。在图5A和5B的电路中，线A，B和C按如下所示耦合至逆变器线A经过电机16的绕组Wl耦合至相Al的中心节点并直接耦合至相A2的中心节点；线B经过电机16的绕组W2耦合至相BI的中心节点并直接耦合至相B2的中心节点；以及线C经过电机16的绕组W3耦合至相Cl的中心节点并直接耦合至相C2的中心节点。每个绕组W1，W2和W3基本上具有相同的电感Ls。电容器Cl耦合在线A和C之间；电容器C2耦合在线B和C之间；以及电容器C3耦合在线A和B之间。电容器Cl，C2和C3具有大致相同的值。接触器Kl设为打开状态用于正常的驱动模式操作，设为关闭状态用于充电操作。图5A的电路具有三相EMI滤波器/充电端口 52，详见图5C，图5B的电路具有直流EMI滤波器/充电端口 58，详见图(如上面所述)。对于每个相，Ls和其相关的电容器结合形成低通滤波器，从而有效衰减由Ql至Q6的开关动作产生的电压和电流谐波。在图6A和6B的电路中，线A，B和C按图5A和5B电路那样耦合至逆变器。电容器Cl耦合在线A和C之间；电容器C2耦合在线B和C之间；以及电容器C3耦合在线A和B之间。电容器Cl，C2和C3具有大致相同的值。接触器Kl设为打开状态用于正常的驱动模式操作，设为关闭状态用于充电操作。如图所示，电感器LI耦合在电容器C1/C2节点和线C的接触器节点之间；电感器L2耦合在电容器C2/C3节点和线B的接触器节点之间；以及电感器L3耦合在电容器C1/C3节点和线A的接触器节点之间。图6A的电路具有三相EMI滤波器/充电端口 62，详见图5C，图6B的电路具有直流EMI滤波器/充电端口 66，详见图(如上面所述)。在图7A和7B的电路中，线A，B和C按图5A和5B电路耦合至逆变器。线D直接耦合至相Al的中心节点，线E直接耦合至相BI的中心节点，以及线F直接耦合至相Cl的中心节点。线A，B，C，D，E和F分别耦合至接触器Kl，经过接触器Kl (当处于关闭状态时)至电感器LI，L2，L3，L4，L5和L6。电感器LI和L4，L2和L5，以及L3和L6的非接触器侧耦合在一起，并耦合至EMI滤波器/充电端口的各自节点。电容器Cl耦合在L1/L4节点和L2/L5节点之间；电容器C2耦合在L2/L5节点和L3/L6节点之间；电容器L3耦合在电感器的非接触器侧上的LI和L3节点之间。图7A的电路具有三相EMI滤波器/充电端口 72，详见图5C，图7B的电路具有直流EMI滤波器/充电端口 76，详见图(如上面所述)。图5A，5B，6A，6B，7A和7B由此示出了按照本发明不同实施例的用于具有集成充电功能的开放式三角电机驱动器的电路。图8是按照一个实施例的用于这些开放式三角电路驱动模式下操作(接触器Kl为打开状态)的PWM开关命令的对应时序图。图9是按照一个实施例的用于这些开放式三角电路充电模式下操作(接触器Kl为关闭状态)的PWM开关命令的对应时序图。这个新的集成驱动-充电方案使用开放式三角逆变器-电机配置作为它的起点。与常规的Y型配置相比，在这个开放式三角配置中，每个三相电机绕组具有V 3倍的圈数。每个绕组由一对逆变器极(inverter pole)驱动。每个极有一个电流额定值,该电流额定值等于常规三相系统的电流额定值的I/ V 3倍。调制方案为每对相关的极被中心线调制(centerline modulated),其中三对极的中心线相互偏离120° (例如见图8)。开放式三角驱动的一个优点是提升了消除电流谐波的水平。这意味着DC总线电容器Ci可以更小，同时降低损耗。另一个优点是对于一个给定的开关频率，相位纹波电流更低。通过添加一个三极(或在图7A和7B情况下六极)接触器Kl和EMI滤波器/充电端口电路至常规的开放式三角驱动，即实现了一个新的功率拓扑结构，其能够对电池进行DC、单相和三相充电，同时保留了开放式三角驱动配置的所有驱动模式优点。在驱动模式下，接触器Kl为打开状态，在充电模式下，接触器Kl为关闭状态。在驱动模式下，所有12个半导体开关均被使用。在充电模式下，半导体开关Ql至Q6各自保持关闭，同时半导体开关Q7至Q12受到控制，从而电站功率同步整流，以提供控制的电池充电(例如见图9)。和前面的一样，最大充电功率基本上由电机的额定值确定。通常情况下，对于单相操作，图5A，5B，6A，6B，7A和7B方案的最大持续充电功率是持续驱动模式下额定值的大约40%。对于三相操作，最大持续充电功率是持续驱动模式下额定值的大约70%。这些实施例的优点包括取消了增加的半导体组件(例如图2的二极管电桥24)，取消了增加的接触器(例如图3和图4中K2 )，能够从峰值电压比电池电压低的任何电站运行，能够适应单相和三相电站功率，能够双向操作，能够提供独立的单相和三相AC功率输出，能够控制无功功率，和常规的三相方案相比减小了总线电容器的尺寸，和常规的三相方案相比减小了总线电容器相关的损耗，减小了因为拓扑结构对称引起的充电共模电流，从而能够使用较小的共模滤波器，能够在驱动模式使用较低的开关频率，进而减小了半导体开关损耗，取消了电机中性接头，进而线圈端部尺寸减小，和图3方案相比，由于增加了三角绕组相关的圈数，充电期间电机芯的损耗大大减小。这些实施例的缺点包括增加了复杂性(六相替代三相)；门极驱动器(gate drive)的数量由6增加到12 ;相电流传感器的数量由2增加到3 ;控制器增加了一些极小的复杂性，以及和图3方案相比，由于增加了和三角配置相关的电机绕组电阻，充电功率的额定值可能降低。图10是按照一个实施例的具有集成充电的进一步改变的的开放式三角电机驱动器的电路示意图。图11是按照一个实施例的用于图10中改变的开放式三角电机驱动器电路在充电模式下操作时的PWM开关命令的时序图。图8对应为本实施例驱动模式时的PWM开关命令的时序。图54，58，64，68，7么，78所示方案(“早期方案”)的改变如图10所示，其中充电功率用于电机绕组的中心分接头。通过这种变化，所有12个半导体开关在充电期间使用，从而充电功率的额定值是早期方案的两倍；早期方案的所有其他优点均保留。用于本实施例的驱动模式开关命令和图8所示相同，对应的充电模式PWM开关命令如图11所示。对于每个先前所示的集成充电方案，在充电期间产生一定水平的电机转矩。一般情况下，由于假定无论何时充电停车棘爪都是接合的，所以不认为这是一个问题。然而值得注意的是，使用图10的方案，由于对称电流分流进入每个电机绕组内，在充电期间基本上没有转矩产生，从而充电期间不需要停车棘爪。使用图10的方案，可能需要额外的差模电感来限制纹波电流。与任何半导体极相关的纹波电流的大小与相关电感成反比。因此，存在与电流分量的平方成比例的损失分量。因此，需要最小的电感使得RMS谐波电流被保持在基本相电流的10%左右。在图10方案的情况下，有效电感(电机漏电感)一般低于规定的临界值。在这种情况下，必须增加电感，和绕组分接头串联以克服这个限制。所增加的电感可以内置于EMI滤波器(例如见图5C，5D)。图10方案的优点包括取消了增加的半导体组件(例如图2的二极管电桥24)，取消了增加的接触器(例如图3和图4中K2)，能够从峰值电压比电池电压低的任何电站运行，能够适应单相和三相电站功率，由于所有12个逆变器开关的同时使用以及电机中心分接头的使用使得电流通路增加一倍而能够获得非常高的充电速度，能够双向操作，能够提供独立的单相和三相AC功率输出，能够控制无功功率，和常规的三相方案相比减小了总线电容器的尺寸，和常规的三相方案相比减小了总线电容器相关的损耗，减小了因为拓扑结构对称引起的充电共模电流；从而能够使用较小的共模滤波器，由于电压和电流开关元件用于每个基本频率为开关频率两倍的滤波器而减小了滤波器的尺寸，能够在驱动模式使用较低的开关频率，进而减小了半导体开关损耗，取消了电机中性接头，进而线圈端部尺寸减小。图10方案的缺点包括增加了一些电路复杂性(六相替代三相)；门极驱动器的数量由6增加到12 ;相电流传感器的数量由2增加到3 ;和早期方案相比，控制器增加了一些极小的复杂性，以及中心分接头添加至电机绕组。(一般情况下，这些新增线的规格将会比其他六条电机线小。)，以及由于电机漏电感的有效并联而增加了相谐波电流的大小。然而，在所有情况下，需要的话，这个缺点可以通过在EMI滤波器内使用增加的差模电感来缓解。需要注意的是，尽管图中显示为三相电机和相应的逆变器，其他相数能够使用，例如2、4等。从而权利要求中使用的术语“多相”将指代一个大于或等于2的相数。尽管已经示出和描述了实施例和应用，对于从本公开中获利的那些本领域技术人员来说，在不脱离本文公开的发明理念下，可能有比上述提及的更多的修改方案，这是显而易见的。因此，除非是依据所附权利要求的理念，本发明不受限制。
权利要求
1.集成电机驱动及电池充电装置，包括: 电池； 具有N个独立电机绕组的电动电机,每个电机绕组具有第一桥臂和第二桥臂； 具有M个极的接触器，每个极具有第一侧和第二侧； 2N极桥式逆变器，所述逆变器具有2N个开关极和一个电容器，每个开关极和电容器与电池并联； 用于控制每个开关极状态的PWM控制电路， 其中每个电机绕组的每个桥臂耦合至相应逆变器开关极的相位节点，至少两个电机绕组桥臂耦合至接触器极的相应第一侧，电源/功率耗散器耦合至接触器极的相应第二侧，以及电容器耦合在每对接触器极之间。
2.根据权利要求1所述的装置，进一步包括: 耦合至接触器极第二侧的EMI滤波器/充电端口。
3.根据权利要求1所述的装置，其中M= N。
4.根据权利要求1所述的装置，其中M< N。
5.根据权利要求2所述的装置，其中EMI滤波器/充电端口配置为耦合至DC电源/功率耗散器。
6.根据权利要求2所述的装置，其中EMI滤波器/充电端口配置为耦合至AC电源/功率耗散器。
7.根据权利要求1所述的装置，其中电感器耦合在每个接触器极第二侧和电源/功率耗散器之间。
8.根据权利要求7所述的装置，进一步包括: 耦合至接触器极第二侧的EMI滤波器/充电端口。
9.根据权利要求7所述的装置，其中M= N。
10.根据权利要求7所述的装置，其中M< N。
11.根据权利要求8所述的装置，其中EMI滤波器/充电端口配置为耦合至DC电源/功率耗散器。
12.根据权利要求8所述的装置，其中EMI滤波器/充电端口配置为耦合至AC电源/功率耗散器。
13.集成电机驱动及电池充电装置,包括: 电池； 具有N个独立电机绕组的电动电机,每个电机绕组具有第一桥臂和第二桥臂； 具有M个极的接触器，每个极具有第一侧和第二侧； 2N极桥式逆变器，所述逆变器具有2N个开关极和一个电容器，每个开关极和电容器与电池并联； 用于控制每个开关极状态的PWM控制电路， 其中每个电机绕组的每个桥臂耦合至相应逆变器开关极的相位节点，至少两个电机绕组桥臂耦合至接触器极的相应第一侧，并且电源/功率耗散器耦合至接触器极的相应第二侧。
14.根据权利要求13所述的装置，进一步包括:耦合在每对接触器极之间的电容器。
15.根据权利要求13所述的装置，进一步包括: 耦合至接触器极第二侧的EMI滤波器/充电端口。
16.根据权利要求13所述的装置，其中M= N。
17.根据权利要求13所述的装置，其中M< N。
18.根据权利要求15所述的装置，其中EMI滤波器/充电端口配置为耦合至DC电源/功率耗散器。
19.根据权利要求15所述的装置，其中EMI滤波器/充电端口配置为耦合至AC电源/功率耗散器。
20.根据权利要求14所述的装置，其中电感器耦合在每个接触器极第二侧和电源/功率耗散器之间。
21.根据权利要求20所述的装置，进一步包括: 耦合至接触器极第二侧的EMI滤波器/充电端口。
22.根据权利要求20所述的装置，其中M= N。
23.根据权利要求20所述的装置，其中M< N。
24.根据权利要求21所述的装置，其中EMI滤波器/充电端口配置为耦合至DC电源/功率耗散器。
25.根据权利要求21所述的装置，其中EMI滤波器/充电端口配置为耦合至AC电源/功率耗散器。
26.根据权利要求13所述的装置，其中分接头为中心分接头。
全文摘要
集成电机驱动及电池充电装置，包括电池；具有N个独立电机绕组的电动电机，每个电机绕组具有第一桥臂和第二桥臂；具有多个(M个)极的接触器，每个极具有第一侧和第二侧；具有2N个开关极和一个电容器的逆变器，每个开关极和电容器与电池并联；以及用于控制每个开关极状态的PWM控制电路。每个电机绕组的每个桥臂耦合至相应逆变器开关极的相位节点，至少两个电机绕组桥臂(或它的分接头)耦合至接触器极的相应第一侧，电源/功率耗散器耦合至接触器极的相应第二侧，以及在一个方面，电容器耦合在每对接触器极之间。
文档编号H02P27/00GK103081347SQ201180029173
公开日2013年5月1日 申请日期2011年6月28日 优先权日2010年6月29日
发明者沃利·E·利佩尔 申请人:Ac动力公司