[发明专利]用于脉宽调制驱动的共模磁滞

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求在2011年3月30日提交的美国申请第13/075,453号的优先权，其内容被结合于此。

背景技术

本发明涉及用于脉宽调制驱动的共模磁滞。

许多电机控制应用利用脉宽调制（PWM）电压来驱动处于各种速度的电机。在一些示例中，电机控制应用将PWM控制器连同PWM逆变器（例如，三相逆变器）一起使用。控制器和逆变器可以被用来控制驱动电机的信号的电压水平和频率两者。

一种用于使用三相逆变器桥生成脉宽调制电压的常用方法是计算与命令的电压V_a、V_b和V_c的集合成比例的占空比D_a、D_b和D_c。随后将占空比发送到控制逆变器开关的电路。

诸如频率和电流幅度之类的因素直接影响PWM逆变器中的功率损耗。例如，在高电流相上的转变可以在断开状态和导通状态之间的转变期间耗散开关设备（例如，晶体管）中大量的能量。

可以通过降低开关频率或者通过降低将要被传导的电流来降低开关损耗。然而，这样的降低方法在某些应用中可能是不够的。因此，用于降低开关损耗的其它方法是合意的。

在一些示例中，多相控制电压被用来控制电机速度、转矩或者反馈回路中的位置。由于某些PWM算法，在相控制电压中的噪声可以导致PWM控制器引入共模电压的不需要的、快速的开关。该不需要的开关可以转化为用于驱动电机的PWM信号的不需要的开关。由这样的不需要的开关引入的功率损耗可以是显著的。因此，系统设计者可以努力减少不需要的开关。

发明内容

在一方面，通常而言，通过用彼此很接近的命令电压不中止相上的占空比来抑制不需要的开关。

在一方面，通常而言，一种用于多相驱动的脉宽调制控制的方法，包括从驱动的多个相中识别对于钳位到多个极限供电电压之一合格的至少一个相的集合，包括将具有中间控制信号水平的那些相从合格相的集合排除以及根据关于控制信号水平的邻近准则来排除相。从合格相的集合选择相。第一偏置信号被确定为所选择的相的控制信号水平和与多个极限供电电压之一关联的极限控制信号水平之间的差。确定驱动的每个相的修改的控制信号，通过形成第一偏置信号和每个相的控制信号水平的组合来确定每个相的修改的控制信号。

多个方面可以包括一个或者多个下列特征。

识别对于钳位合格的驱动的至少一个相的集合，可以包括从多个相中识别具有最低绝对控制信号水平的第一相，从多个相中识别具有中间绝对控制信号水平的第二相，以及从多个相中识别具有最高绝对控制信号水平的第三相。

根据邻近准则识别对于钳位合格的驱动的至少一个相的集合，还可以包括确定第一差为第一相的控制信号水平和第二相的控制信号水平之间的差，以及确定第二差为第三相的控制信号水平和第二相的控制信号水平之间的差。

在确定第一差和第二差之前可以将低通滤波操作应用到第一相、第二相和第三相的控制信号水平。根据邻近准则识别对于钳位合格的驱动的至少一个相的集合，可以包括将第一差和第二差与多个磁滞值比较来确定多个控制区域中的控制区域。

根据邻近准则识别对于钳位合格的驱动的至少一个相的集合，可以包括对于至少一些多个控制区域，将单个合格相识别为具有离第二相的控制信号水平最远的控制信号水平的相并且将其它相从驱动的至少一个相的集合排除。识别对于钳位合格的驱动的至少一个相的集合，可以包括对于多个控制区域中的至少一些控制区域，将对于钳位合格的相识别为第一相和第三相，并且排除第二相。

从合格相的集合选择相可以包括在合格相的集合仅包括一个相的情况下选择单个合格相，以及在合格相的集合包括多个相的情况下从合格相的集合选择具有合格相的集合的最大幅度驱动电流的相。从合格相的集合选择具有合格相的集合的最大幅度驱动电流的相，可以包括将与合格相的集合关联的驱动电流的集合和另一集合比较，基于驱动电流的集合的比较来确定具有最大幅度驱动电流的合格相，以及选择将要被设为极限控制信号水平之一的确定的合格相。

可以根据多个相的修改的控制信号的相应之一来确定多个脉宽调制控制信号中的每个脉宽调制控制信号。形成第一偏置信号和每个相的控制信号水平的组合，包括限制第一偏置信号的变化率以形成第二偏置信号以及将第二偏置信号与每个相的控制信号水平组合。