用于将直流功率转换为三相交流电功率的系统及电机系统的制作方法

本实用新型涉及用于转换电能的转换器领域，尤其是用于高速和/或变速电机。

背景技术：

固态转换器是能够将一种电信号转换为具有不同特征的另一电信号的系统。例如，转换器可以使交流电压转换成具有不同频率和/或幅度的另一个交流电压变得可能，该转换器被称为交/交或AC/AC转换器。根据另一个实施例，转换器可以使交流电压转换成直流电压变得可能，该转换器被称为交/直或AC/DC转换器。对于反向的直/交转换，应用DC/AC转换器。根据最终的实施例，转换器可以将直流电压转换成具有不同电压的直流电压，其随之被称为DC/DC转换器。该转换器可以是可逆的或不可逆的。一般地，转换是通过受控开关来实现的。

为了用一个(或多个)电能存储系统(例如，电池)来驱动电动机，尤其是具有永久磁铁的电动机，必须要将直流电能转换成三相交流电能。这种转换可以通过DC/AC转换器来完成。这样的转换器必须提供相对于彼此电气相移120°的三个正弦电压，其幅值直接取决于转矩需求(也取决于旋转速度)，并且其频率只取决于连接到转换器的电动机的旋转速度。

通常，DC/AC转换器包括三个开关臂。各开关臂包括两个受控开关和与受控开关并联设置的两个二极管。根据负载电流需求，臂可以由多个并联的“子臂”构成。电动机的各相被连接到每个臂的中点。每个臂通过在斩波周期内打开和闭合开关来分别进行控制，从而形成三相信号。

图1示出了这样一种传统的DC/AC转换器。来自电能储存装置的直流电压为指示的Udc。三相电机M由三个线圈示意性的表示，并且由电流Ia，Ib和Ic供电。转换器包括三个开关臂A，B，C，每个开关臂A，B，C被分别连接到电动机M的一个相。每个开关臂包括两个开关1和两个二极管2。开关臂A，B，C在电压转换器Udc的两个直流输入相之间并联设置。开关臂A，B，C的输出相被连接到开关臂的中点(两个开关之间)。

图2示出了用于传统的DC/AC转换器(如上面参照图1所描述的)中的，具有恒定的50％占空比的用于开关的控制信号COM，开关端子处的电压Udc和电流Ic。对于控制信号COM，脉冲的低压部分对应于打开开关，并且该脉冲的高压部分对应于闭合所述开关。这种切换情况被称为硬或《开/关》切换。需要注意的是，对于这种设计的转换器，会发生过冲电压Udc和过冲电流Io。电流Io对应于Ic的永久值，并对应于发送到电动机的电流。

因此，该传统转换器设计的主要缺点如下：

·开关损耗：该设计表现出极大的开关损耗，这可能会使得它的使用与高开关频率不兼容，并因此使其与在极高速度下使用的电动机不相容，

·电流/电压过冲：如图2中所示，这种策略在开关的瞬时切换时表现出电压和电流过冲。因此，这种类型的驱动需要在转换器(也被称为逆变器)的设计上对于各不同部件的电压和电流设计中有一定的余量。这涉及到所用部件的尺寸过大，(例如：对于300伏的DC总线电压，要采用具有600伏标称电压的IGBT开关)，以及

·显著的电磁辐射(EMC)。

从“硬开关”策略的弊端(损耗，与高速电机不兼容)入手，发展出了所谓的软开关(soft switching)设计。因此，为了限制开关上的电流和电压的过冲，线圈和电容器被添加到前面的电路中。线圈调制电流di/dt的变化(打开)，以及电容调制电压dv/dt的变化(关断)。此外，为了确保该电路的操作，并因此确保零能量平衡，在所使用的电源的电压和电容电路之间的电路中加入电阻器。此电阻能够确保该电路的操作，并将电容电路的端子处的电压降回来。在专利申请WO 11016854中特别描述了这样的DC/AC转换器的设计。

图3表示了一个具有用于软开关的电容器Cs、线圈Ls、电阻器R和电容器Cov的开关臂(具有两个开关1)的简化图。该电路被称为“缓冲电路(UndelandSnubber)”。电压Udc对应于直流电能储存装置的端子处的电压。线圈Ls被设置在直流输入相Udc和开关臂A之间。一个支路从线圈Ls和开关臂A之间的接点处开始，这个支路包括两个二极管D，并且到达电阻器R和电容器Cov之间的接点处。电阻器R的另一端连接到转换器的直流输入相。电容器Cs的另一端连接到开关臂A的交流输出相。电容器Cov的另一端连接到接地端。电容器Cs能够对开关端子处电压的变化进行调制。由于开关的软开关，该电容器存储能量的一部分。该能量的另一部分存储在较高值的电容器Cov中。接着，存储在该电容器中的能量通过电阻器返回到所使用的储存系统(电池)中。线圈Ls能够调制开关端子处的电流的改变。事实上，线圈Ls产生的能量不会完全存储在电容器Cs中，因而需要使用具有比Cs值更高的值的第二电容器Cov。电阻器保证了系统的操作，并能够将电压Vrec降低回来。

通过与图2类似的方式，图4表示了在所谓的“软”开关情况下开关信号COM、电压Udc的变化和开关的电流Ic。对于控制信号COM，脉冲的低压部分对应于开关打开，并且该脉冲的高压部分对应于开关闭合。在该图中，应当被注意的是，与称作“硬”开关的策略相比，电压Udc和电流Ic的过冲已经被减少。

软开关的优点是：

·更低的开关损耗，转换器的这种设计与高开关频率兼容，因此，这种设计可用于驱动高速电动机，

·极小的开关上的电压和电流过冲，因此不再需要过超尺寸的器件，并且

·在切换时开关端子处的电压和电流的变化是由Ls和Cs的选择分别调制的。

转换器的这种设计需要针对不同电子部件的特定布置，这使得它们的安装耗时长并且复杂。此外，转换器的这种设计呈现的主要缺点在于其需要在电阻器上耗散能量，其目的是使无源元件的能量平衡为零，因此，将电压Vrec降低回来，这意味着能量损失，并因此降低了转换器的效率。

为了减轻这些缺点，本实用新型涉及一种系统，其用于将直流电功率转换成交流电功率。该转换系统包括在印刷电路板上的多个功率模块、电能收集模块和线圈的组装件。因此，在印刷电路板上的不同模块的组装件允许简单和快速的安装转换器系统。此外，根据本实用新型的电源模块通过线圈的存在适用于软切换，这使得它可以最小化开关损耗，并限制电压和电流过冲。此外，该电能收集模块使得其能够减少能量损失。

技术实现要素：

本实用新型涉及一种用于将直流电功率转换成三相交流电功率的系统，包括三个开关臂。所述转换系统包括在印刷电路板上的每个开关臂至少一个的功率模块、电能收集模块以及用于软开关的线圈组装件。

有利的是，所述组件被布置在壳体中。

根据本实用新型的一个实施，所述电源模块包括两个开关，两个二极管和两个电容器。

根据本实用新型的一种设计，所述电能收集模块包括连接在一个接点处的三个支路，具有：

-第一支路，包括开关，

-第二支路，包括二极管，

-第三支路，包括电感，以及

-电容器。

根据一个变型实施例，每个开关臂包含多个相关联的功率模块，优选为在两个和四个模块之间。

有利的是，所述功率模块，所述线圈和所述电能收集模块被安装在所述印刷电路板的一侧上，并且电容器被安装在所述印刷电路板的另一侧。

根据本实用新型的一个实施例中，所述转换系统包括一个冷却系统，优选的液体冷却回路。

优选地，所述冷却系统被置于所述印刷电路板和所述电力和电能收集模块之间。

根据本实用新型的一个实施，所述转换系统包括用于测量电压和/或电流的电路。

根据本实用新型的一个特征，所述线圈包括通过化学蚀刻获得并且通过绝缘涂覆进行绝缘的多个铜层。

此外，所述转换系统可包括一个控制板。

根据一种设计，所述转换系统包括一个电源板。

根据本实用新型的一个实施方案，所述印刷电路板是一个高密度铜多层电路板。

此外，本实用新型涉及一种用于根据前述特征中的一个来安装转换系统的方法。对于这种方法，执行以下步骤：

a)定位每个开关臂的至少一个功率模块和一个电能收集模块；

b)所述功率模块组装在印刷电路板上；

c)所述的电能收集模块被组装在所述印刷电路板上；和

d)线圈组装在所述印刷电路板上。

有利的是，所述功率和电能收集模块被定位在一个壳体中。

优选地，所述功率和电能收集模块和线圈通过焊接、螺钉紧固和/或卡扣配合被组装在所述印刷电路板上。

根据变型实施例，所述方法包括将电容器组装在所述印刷电路板上的与所述印刷电路板上组装了所述功率模块和所述收集模块的一侧相对的另一侧上的步骤。

根据本实用新型的一种设计，所述方法包括将冷却系统组装在所述印刷电路板和所述功率和电能收集模块之间的步骤。

根据本实用新型的一个特征，所述方法包括用于安装检测电路和/或控制电路板和/或电源板的至少一个步骤。

本实用新型还涉及包含至少一个电能储存装置和一个三相电动机的电机系统。电机系统包括根据前述特征中的一个的转换系统，用于将来自所述电能储存装置的直流电能转换为三相交流电能以用于所述电动机。

附图说明

参考附加的并且如下描述的附图，根据本实用新型的系统的其它特征和优点通过阅读非限制性的示例性实施例的下列描述将变得显而易见。

图1如已经描述地示出了根据现有技术的传统的采用硬开关的DC/AC转换器。

图2如已经描述地示出了用于根据图1的设计的DC/AC转换器中的开关信号，电压和一相中的电流。

图3如已经描述如示出了根据现有技术的采用软开关的DC/AC转换器。

图4如已经描述如示出了用于根据图3的设计的DC/AC转换器中的开关信号，电压和一相中的电流。

图5a示出了根据本实用新型的一个实施例的转换器的电能收集模块的示例性实施例。

图5b示出了图5a的电能收集模块的电阻等效模型。

图6示出了根据本实用新型的一个实施例的功率模块的电路图。

图7示出了根据本实用新型的一个实施例的功率模块的设计。

图8通过第一视图示出了装配有根据本实用新型的一个实施例的功率模块的印刷电路板。

图9通过第二视图示出了装配有根据本实用新型的一个实施例的功率模块的印刷电路板。

图10示出了根据本实用新型的一个实施例的能量转换系统的壳体。

具体实施方式

本实用新型涉及一种能够将直流电能转换成三相交流电能的DC/AC转换系统(转换器)。有利的是，根据本实用新型的转换系统可以是双向(可逆)的。因此，通过根据本实用新型的转换系统，三相交流电能可转化成直流电能。

通常，根据本实用新型的转换系统包括三个开关臂，一个直流输入相和三个交流输出相。每个转换器臂可包括两个受控开关和两个二极管。如已知的，开关的控制使得其能够产生交流电压。转换系统的交流输出相连接到各开关臂的中点，即两个开关之间。

根据本实用新型，转换系统包括在也被称为PCB的印刷电路板上的组装件：

-每个开关臂的至少一个功率模块，该功率模块包括至少两个开关，以产生直流功率至交流功率的转换，

-至少一个线圈，其保证了软开关的电流变化的调制，以及

-电能收集模块，通过收集软开关时可获得的能量，并通过将其发送到连接至转换系统直流相的电能储存装置(例如电池)，其能够收集在所谓的软开关时可获得或产生的能量。

印刷电路板尤其是能够使得不同模块(电力和电能收集)以及线圈在不使用电线的情况下电连接。优选地，印刷电路板基本上为平面的，并且可以是基本上为矩形的形式。印刷电路板可以是高密度铜多层电路板型，以便优化它的设计。在这种情况下，电流线被包括在印刷电路板的至少一个内部层中。这种类型的多层板适合于大电流。印刷电路板可以包括用于连接转换系统的直流输入和交流输出的连接器。此外，印刷电路板可以包括固定装置，用于组装各种模块和线圈。这些固定装置可以是孔，槽和/或突起。

术语模块是用来描述以块为形式的独立元件，其将所有用以确保一个功能的电子部件组合起来。因此，每个功率模块是包括用于开关臂的开关装置的块，电能收集模块是包括能够收集电能的电子装置的块。这种模块形式的实施方案能够简化转换系统的装配和模块化。实际上，所述块可以按照标准方式被分别制造，并且转换系统是由装配在印刷电路板上的不同模块(块)构成。因此，没有必要将转换系统的所有电子部件都组装在单个元件上。此外，模块形式的实施例使得其能够简化维护：可以只更换有缺陷的模块，而无需更换整体的转换器。该设计的另一个优点是可使用标准的模块，其可根据期望的应用来选择。

根据一个实施例，不同的模块(电力或电能收集)以及线圈通过焊接，螺钉紧固和/或卡扣配合(夹)，或任何类似的装置组装在印刷电路板上。这些组装装置意味着允许快速组装。

在说明书中描述的不同的实施例，特别是不同的模块的构成，可以被组合。

每个功率模块用作转换系统的开关臂。该功率模块可包含：

-两个输入，其可连接到转换系统的直流输入，第一输入可连接到正电压，而第二输入可连接到地，

-串联安装在两个输入之间的两个开关，开关可以被控制以便提供交流输出电流，

-一个输出，其可连接到转换系统的交流输出相，输出被连接在两个开关之间的一个点上，

-两个二极管，其允许电流在一个方向上通过，以及

-两个电容器，称为电压调制电容器的第一电容器(其允许用于软开关的电压变化的调制)和第二电容(其能够存储在电压的调制中产生的却没有存储在第一电容器中的能量)。

这样的功率模块与宽操作电压范围相兼容。

根据本实用新型的一个实施例，功率模块只包含这些电子部件：两个开关，两个二极管和两个电容器。对于该实施例，只有第二电容器可以由多个并联关联的电容器(例如两个或三个电容器)构成。

此外，功率模块适合于具有电能收集模块的转换系统。功率模块可以包括可连接到电能收集模块的第二输出。该第二输出可以被连接到二极管。

根据本实用新型的一个实施例，功率模块的二极管串联安装。所述二极管可以连接到功率模块的第一输入。例如，连接到正电压的该输入。在功率模块包括用于电能收集模块的第二输出的情况下，二极管连接到该第二输出。

此外，电压调制电容器可以安装在两个二极管之间的点和该第一输出之间。

此外，第二电容器可以安装在功率模块的第二输出和第二输入之间，即安装到功率模块的输入上，并且其上未安装二极管，例如该第二输入可对应于接地。

根据本实用新型的一个特征，根据DC母线的输入电压，功率模块的开关可以是MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)和/或IGBT(绝缘栅双极晶体管)型的开关。对于高电压，可以使用IGBT开关。对于低电压，可以使用MOSFET开关。

优选的是，开关可以由脉宽调制(PWM)方法来控制。该调制方法的一般原则是通过在适当选择的持续时间内应用连续的离散状态，有可能获得在一定时间段内进行平均的任何中间值。

为了电压变化的调制，第一电压调制电容器可具有4至15nF之间的值，优选在4和10nF之间。

第二电容器优选具有比第一电容器更高的电容值。第二电容器可具有500至5000nF之间的值，优选为600至2500nF之间。根据本实用新型的变型实施例，第二电容器可以由并联和/或串联相关联的多个电容器来构成。有利的是，为了限制体积，第二电容器可由并联相关的三个相同的电容器(具有相同电容值)形成。

有利的是，功率模块采用块的形式，从而便于其组装、紧凑和标准化。该块可包括支架，包括印刷电路的板，以及功率模块的电子部件(开关，二极管，电容器)。该板可以是印刷电路的形式。电子部件安装在板上。该板被安装在支架上。块可以被配置为安装在转换系统的印刷电路板上。该块可具有大致为平行六面体的形式。

根据本实用新型的变型实施例，块可包括多个用于固定到转换系统的板上的装置。固定装置可特别为提供了螺钉通路的至少一个凹口。凹口可在支架和/或块的板上提供。凹口可以基本上是长椭圆的形式。该固定装置还可以包括至少一个狭缝或一个突起，以便允许通过卡扣配合(夹)来进行固定或允许该块的定位。

该块还可以包括用于将多个模块固定在一起的固定装置，以便能够将多个模块关联在一起，特别是对于大电流的情况下，其能够构成转换系统的开关臂而无需采用具有高特定特性和价格昂贵的部件。

图6以非限制性的方式示出了根据本实用新型的一个实施例的功率模块的电路图。功率模块包括两个输入E1和E2，其旨在被连接到转换系统的直流输入。输入E1可对应于正电压输入，并且输入E2可对应于接地。两个受控开关1被串联安装在两个输入E1和E2之间。输出S连接在两个开关1之间，该输出S旨在连接到转换系统的输出相。两个二极管D串联安装在输入E1和第二输出Vrec之间，第二输出Vrec可连接到电能收集模块。用于电压调制的第一电容器Cs连接至两个二极管D之间的点和第一输出S。第二电容器Cov连接在第二输出Vrec和第二输入E2之间。

图7示意性的以及以非限制性的方式示出了根据本实用新型的一个实施例的功率模块。该模块基本上是块7的形式。块7包括印刷电路形式的板8，在其上安装了各电子部件。板8具有大致为矩形的形状。板8被安装在支架9上。支架9具有大致的长方平行六面体状的形式。板8和支架9包括若干固定装置：提供了螺钉通道的凹口10，用于通过卡扣配合固定和/或用于该块的定位的两个缝隙11和12。电子部件(示意性表示)在与支架9相对的侧被安装在板8上。在电子部件中，第二电容器Cov是由并联相关联的三个电容器13构成。

根据本实用新型，转换系统还包括电压和电流调制电路。电压和电流调制电路允许软切换，这使得其有可能限制开关损耗，从而限制开关上的电压和电流过冲。调制电路包括调制电流变化的线圈，以及用于每个相的电容器以调制电压的变化。线圈直接安装在印刷电路板上。为了使线圈绕组的铜密度最大化，绕组可由铜层构成，该铜层通过化学蚀刻获得并且通过施加绝缘涂层来绝缘，以便最小化其对于高频可能具有不利的影响的集肤效应。被用于调制的每个电容器被包括在一个功率模块中。

根据本实用新型的一个实施例，调制电路包括线圈，其连接开关系统的直流输入相和开关臂。

根据本实用新型，转换系统还包括电能收集模块。有利的是，电能收集模块不包括任何电阻器。因此，该转换系统不包括任何电阻器，而在现有技术中能量被电阻器所耗散。与此相反，取代了电阻器的电能收集模块，通过在软开关时收集可获得的能量并且通过将该能量传输至连接到转换系统直流相的电能储存装置(例如电池)，从而使得其能够收集所谓软开关时可获得或产生的能量。电能收集模块的功能是对开关的保护电路进行放电，并且使得该能量在DC母线上可用。由此，电损耗被大大降低。电能收集模块连接到开关臂和调制电路。

根据本实用新型的一个可能的设计，电能收集模块可包含至少一个电感器，至少一个二极管，至少一个电容器和至少一个开关。控制开关以便允许能量的收集以及将其转移到电能储存装置中。有利的是，可以用一个降压拓扑结构来构成收集电路。

根据本实用新型的变型实施例，电能收集模块可包括三个连接于一个接点的支路，其中：

-第一支路，包括开关，

-第二支路，包括二极管，和

-第三支路，包括电感器。

由此，该转换系统的印刷电路板可以被特定的改变以使用与高切换频率兼容的软开关转换器的设计，同时由为确保调制电路的操作而加入的无源电路所造成的损耗被最小化。

电能收集模块可以块的形式构成，块包括用于固定到印刷电路板的装置。固定可以通过焊接，螺钉紧固，卡扣配合或任何类似的装置来实现。为了达到该目的，用于固定到印刷电路板的装置可以是至少一个孔，例如用于螺钉的通道，至少一个突起，至少一个缝隙等。

图5a以示意性和非限制性的方式表示了这样的电能收集模块。电能收集模块包括三个连接于一个接点P的支路，其中：

-第一支路，包括开关6，

-第二支路，包括二极管4(其中流过依赖于其端子上电压的电流iL)，和

-第三支路，包括电感器Lrec。

在图5a中，电容器5表示电能储存装置(电池)的电容值，其不属于收集模块的组件。电容器5被设置在电感Lrec和接地之间。

此外，电容器3表示电容值Crec，它是收集模块的部件。电容器3被设置在开关和地之间。

二极管4被设置在三个支路的接点和接地之间。

通过驱动开关(其占空比)，可以驱动电流iL，其在Vrec和Udc之间流动(电流被输送到电池)。

因此，考虑到由收集模块和电能储存装置的电容形成的组装件，该组装件由设置在点P和接地之间的三个并联支路构成，其中：

-第一支路，包括开关6和电容器3，

-第二支路，包括二极管4，和

-第三支路，包括电感器Lrec和电能储存装置的电容器5。

当开关闭合时，二极管处于阻断模式并且流过线圈Lrec(在图5a示出)的电流iL等于

当开关打开时，二极管处于导通模式并且流过线圈Lrec(在图5a示出)的电流iL等于

因此，通过驱动该开关的打开和闭合时间，就可以控制电流iL的平均值，并且具有等同于电阻电路的操作。

图5b以非限制性的方式表示了图5a所示的电能收集模块的等效电路图。由此，电能收集模块等效于一个等效电阻Req，电流iL通过其中，但没有电能消耗。

对于这个变型实施例，在该电路中的平均电流可以通过以下形式来表示：

其中：

-T开关的切换周期，

-V_rec收集电压，

-U_dc直流输入相电压，

-L_rec收集模块电感，

-Req等效电阻，

-Fsw表示开关的开关频率。

优选地，这种能量收集模块安装在装载有调制电路的转换系统中，以使得电能收集模块被布置在转换系统的直流输入相和开关臂与调制电路的电容器之间的接合之间。对于图5a的实施例，可连接电能收集模块以使得：

-连接到转换系统的直流输入相(具有电压U_dc)的收集模块的点对应在电感器L_rec和第二电容器5(该电容器是电池的电容值)之间的收集模块的第三支路的点，以及

-连接到调制电路的开关臂(具有电压V_rec)和电容器之间的接合的收集模块的点对应于在开关6和第一电容器3之间的收集模块的第一支路的点。

在本实用新型的一个实施方式中，转换系统可包括壳体，其中，所述组装件被安装在壳体中。壳体可以包括多个孔：特别是用于直流输入的以允许与电能存储系统连接的两个孔，以及三个用于交流输出的以允许与电动机的相连接的孔。有利的是，壳体可具有大致平行六面体的形式。此外，壳体可以包括用于在各模块组装到印刷电路板之前对其进行定位的装置。该壳体还可包括构成转换系统的一部分的不同的电路和板的位置。

图10以非限制性的方式示出了根据本实用新型实施例的用于转换系统的不带盖的壳体。壳体17具有平行六面体的形式。壳体17包括多个位置18，其旨在收纳功率模块。根据所示的示例，壳体17包括9个位置18以用于9个功率模块(每个开关臂3个)。壳体17包括旨在收纳电能收集模块的位置19。壳体17还包括旨在用于软开关电路的线圈的位置20。此外，壳体17包括用于连接两个直流输入和三个交流输出的5个孔21。在该图中，表示出了各个孔和缝隙，它们被用于相对于印刷电路板的模块的组装，并且那些位于边缘的孔和缝隙被用于固定壳体的盖。

根据本实用新型的转换器的设计，印刷电路板还可以包括被称为母线电容器的电容器。这些母线电容器使得解耦电缆的电感以及调制电路的线圈的电感成为可能。为了优化印刷电路板的表面面积，母线电容器在与各模块相对的一侧被安装在印刷电路板上：模块被安装在板的一侧，并且母线电容器被安装在另一侧。

图8和9以非限制性的方式从两个不同的角度示出了在其上安装了功率模块7(这里为9个功率模块)以及母线电容器16的印刷电路板14。根据图8的视角，母线电容器16被组装在印刷电路板14的下侧，而电源模块7被组装在印刷电路板14的上侧。印刷电路板包括用于将直流输入连接到交流输出的5个插头15。在这些图中，电能收集模块和线圈中均未示出。

根据本实用新型的一个实施例，转换系统包括一个冷却系统。从而可以避免电子部件的任何过热。优选地，冷却系统为液体冷却系统，其包括在其中循环液体的回路。但是，该冷却系统可以是空气通风或空气循环冷却系统。其中液体循环的回路可以具有蛇形形状，从而优化冷却的表面积。液体回路可以被设置在板和电力和电能收集模块之间，以便同时冷却印刷电路板和各模块。

根据本实用新型的一个实施例，转换系统包括一个控制板。根据一个示例，控制板可以基于来自德州仪器的DSP，并且可以执行以下功能：

-模拟读数调节，

-输入和输出管理，

-保护规定的管理，例如在过压或过流的情况下使用能够切断转换系统的装置，和

-用于开关臂开关的脉冲宽度调制(PWM)的管理。

根据本实用新型的一个实施方式，转换系统可包括测量电路。测量电路可由可能包括多个子板的板构成。测量电路能够测量控制所必须的量，特别是相电压和/或电流，和/或母线电压和电流，和/或电能收集模块的电压。

此外，根据本实用新型的转换系统可包括电源板，其可产生高频方波(例如18V频率为130kHz)，其可以被用于各个板(例如，控制板，测量电路的子板)以产生电压电平。

根据本实用新型的转换系统能以非常高的逆变器(转换器)效率驱动所有类型应用中的电动机，尤其是以非常高的转速旋转的电动机。

根据本实用新型的转换器可以用于嵌入式应用，特别是交通工具中，尤其是地上，航空或海军。

根据本实用新型的转换系统还可以用于非嵌入式电能产生系统中，如涡轮机，微型涡轮机或风力涡轮机。

此外，本实用新型涉及一种电机系统，其包括至少一个电能储存装置，例如电池，以及一个三相电动机，例如永磁电动机。电机系统包括根据上述实施例之一的转换系统，以将来自电能储存装置的直流电能转换成用于电动机的三相交流电能，并且反之亦可能。因而，借助于转换系统，可驱动电动机，同时限制了电损耗。此外，如果转换系统是双向(可逆)的，那么其也可以存储(例如，在电池中)由电动机旋转产生的电能。

此外，本实用新型涉及一种用于组装根据前述实施例之一的转换系统的方法。该组装方法包括以下步骤：

a)定位每个开关臂的至少一个功率模块和一个电能收集模块，特别是定位在一个壳体中；

b)相对于各模块定位印刷电路板，并且功率模块例如通过焊接、螺钉紧固、卡扣配合或任何类似的方式安装到在印刷电路板上；

c)该电能收集模块例如通过焊接、螺钉紧固、卡扣配合或任何类似的方式被定位在印刷电路板上；以及

d)线圈例如通过焊接、螺钉紧固、卡扣配合或任何类似的方式安装在印刷电路板上。

步骤b)，c)和d)可以任何顺序进行或同时进行。

此外，该方法可以包括在印刷电路板上与组装有各模块的板的一侧相对的侧上组装母线电容器的的步骤。

此外，该方法可包括安置和装配冷却系统的步骤。优选地，冷却系统，特别是液体循环回路形式的冷却系统，可设置在印刷电路板和各个模块之间。

此外，该方法可包括用于安装的下列元件中的至少一个的至少一个步骤：测量电路，控制板，电源板。

比较示例：

提供了比较示例，以便对根据本实用新型的转换系统的损耗与根据现有技术的DC/AC转换系统的损耗进行比较。测试的根据本实用新型的系统对应于图5的实施例的电路，其具有根据图8和图9的实施例的安装。现有技术的DC/AC转换系统分别对应硬开关和软开关，分别根据图1和图3的实施例。

对于这个示例，用于具有50kW的额定功率的逆变器的值如下：

-Ls～＝300微亨，

-Cs～＝6.8纳法，

-Cov～＝1410纳法，

-V_rec～＝1.5Vbus，

-Lrec＝56微亨，

-Crec＝20纳法，

-开关类型：IGBT。

表1-比较示例

应当注意的是，相比于根据现有技术的转换系统，该转换系统能够减少约42.5％的总损耗。这种减少是由于连接至软开关的开关损耗的减少(相对于硬开关，开关损耗减少了50％)，以及在附加电路中耗散的损耗的减少(相对于软开关，耗散损耗减少了85％)。