[发明专利]用来操作功率变换器的方法和系统

说明书

技术领域

本发明总体上涉及功率变换器，并且更具体地说涉及用来操作功率变换器的方法和系统。

背景技术

近年来，技术上的进步以及风格上不断展开的尝试已经导致汽车设计的基本变化。这些变化中的一个包括在汽车具体地说是可替换燃料的车辆例如混合的、电的、以及燃料电池车辆之内的多个电气系统的功率使用和复杂性。

这样的车辆，具体地说是燃料电池车辆，经常使用两个分开的电压源(例如电池和燃料电池)来驱动电动机，所述电动机驱动车轮。一般使用功率变换器例如直流到直流(DC/DC)变换器管理和转移来自所述两个电压源的功率。现代DC/DC变换器经常包括通过电感器电互连的晶体管。通过控制所述多个晶体管的状态，期望的平均电流可以通过电感器被施加并且因而控制所述两个电压源之间的功率通量。

通过规定每个晶体管的“占空因数(duty cycle)”(即接通时间)的电信号调整晶体管的状态，其在变换器工作期间经常动态变化。具体变换器的正常操作所需的占空因数的动态变化取决于其中将使用变换器的车辆的具体特性(例如电压源类型、期望的性能等)。通常，占空因数的控制的动态性能由变换器之内的电路之内的电部件(例如电感器、电容器、电阻器等)或所述电部件的值规定。因此，为了改变占空因数的控制动态性能，必须替换所述电部件。电部件的替换会增加制造汽车的成本，特别是如果汽车已经被重新设计，并且在汽车被售出后难以进行，因为变换器电路不容易装卸。

因此，期望提供一种用来操作功率变换器的系统和方法，其允许在不对硬件进行改变的情况下改变变换器之内的晶体管的占空因数的控制动态性能。此外，由随后的详细描述和所附权利要求，结合考虑附图和前述技术领域以及背景技术，本发明的其它期望的特征和特性将变得显而易见。

发明内容

提供一种方法，用于操作具有电部件和耦合到电压源的开关的功率变换器。接收表示流过电部件的期望电流的信号。产生表示流过电部件的期望电流与实际电流之间的差的信号。根据表示所述差的信号和由电压源产生的电压计算开关的占空因数。

提供汽车驱动系统。该系统包括具有第一和第二开关以及电感器的功率变换器，该功率变换器被配置为耦合到第一电压源和第二电压源以及在操作上与功率变换器通信的微处理器。微处理器被配置为接收表示通过电感器的期望电流的信号、产生表示通过电感器的期望电流和实际电流之间的差的信号、以及根据表示所述差的信号和由第一和第二电压源产生的相应的第一和第二电压为第一和第二开关计算相应的第一和第二占空因数。

附图说明

在下文将结合下列附图描述本发明，其中类似的数字表示类似的元件，并且

图1是根据本发明的一个实施例的包括直流到直流(DC/DC)变换器系统的示范性汽车的示意图；

图2是图1的DC/DC变换器系统的示意性方块图；

图3是用来操作图2的DC/DC变换器系统的方法和/或系统的方块图；

图4是示出用来计算图3的方法和/或系统之内的比例积分控制器的积分分量的方法的方块图。

具体实施方式

以下详细描述实际上仅仅是示范性的并且并不旨在限制本发明或本发明的应用和使用。此外，也不想被前面技术领域、背景技术、和发明内容、或下列详细描述中介绍的明示或默示的理论所限制。

下列描述涉及“连接”或“耦合”到一起的元件或特征。正如在此所使用的，除非明确规定，否则，“连接”意思是一个元件/特征直接结合到另一个元件/特征(或与该另一个元件/特征直接通信)，并且并不一定是机械地。类似地，除非明确规定，否则，“耦合”意思是一个元件/特征直接或间接结合到另一个元件/特征(或者与该另一个元件/特征直接或间接通信)，并且并不一定是机械地。然而，应当理解的是，虽然在下文一个实施例中两个元件可以被描述为“连接的”，但是在可替换实施例中，类似元件可以是“耦合的”，并且反之亦然。因此，尽管在此示出的示意图描述了元件的实例设置，但是在实际实施例中可以介绍附加插入的元件、装置、特征、或部件。也应当理解的是，图1-4仅仅是说明性的并且可能没有按比例画出。

图1-4示出用来操作具有电部件和耦合到电压源的开关的功率变换器的方法和/或系统。接收表示通过电部件的期望电流的信号。产生表示通过电部件的期望电流与实际电流之间的差的信号。根据表示所述差的信号和电压源产生的电压计算开关的占空因数。可以以类似的方式计算耦合到电部件和第二电压源的第二开关的第二占空因数。