[发明专利]用于共模电压消除的方法和设备

说明书

公开了一种共模电压消除(CMVC)电路。该电路包括第一组耦合电感器，每个耦合电感器具有限定第一极性的初级绕组和次级绕组。次级绕组串联电联接。每个初级绕组从相应的输入线接收具有共模电压分量的相电压。该电路包括第二组耦合电感器，第二组耦合电感器包括至少一个初级绕组和至少一个次级绕组。至少一个初级绕组从第一组耦合电感器的串联连接的次级绕组接收第二电压。每个至少一个次级绕组与相应的输入线串联联接，使得在输入线上接收的共模电压分量将在该组次级绕组的输出处减小。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年6月16日提交的美国专利申请No.16/902,920的优先权和权益，其全部内容并入本文。

技术领域

本公开涉及用于电子电路的滤波器，并且更具体地涉及，用于降低电源中的共模电压并且特别是用于降低提供给电负载的共模电压的滤波器电路。

背景技术

诸如双极晶体管、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)和绝缘栅双极晶体管(IGBT)的高速开关器件提高了电压源脉宽调制(PWM)逆变器和直流-直流(DC-DC)转换器的开关频率，从而改善了操作特性。然而，由于与高速开关相关联的电压变化率更快，因此高速开关技术存在一些缺点。

当开关装置至少部分由于负载(例如，电机)中的寄生杂散电容而改变状态(例如从传导状态改变为非传导状态)时，该相关联的电压变化产生高频振荡共模电压和常模电压。因此，每次发生逆变器开关事件时，相应逆变器输出端相对于地的电压迅速变化，并且共模电流脉冲在直流(DC)链路中经由电机电缆和电机绕组相对于地的电容流向逆变器。由于功率转换器和逆变器中的开关引起的这些共模电压和电流在电气系统中引入了许多众所周知的问题。

发明内容

在一个方面，本公开涉及一种共模电压消除(CMVC)电路。CMVC电路包括第一组耦合电感器，第一组耦合电感器中的每个耦合电感器具有相应的初级绕组和相应的次级绕组。第一组耦合电感器的每个初级绕组被构造为从对应的输入线接收具有共模电压分量的相应的第一相电压。第一组耦合电感器的相应次级绕组串联电联接。CMVC电路还包括第二组耦合电感器，第二组耦合电感器包括与第一组耦合电感器的串联连接的次级绕组信号连通的至少一个初级绕组，以从其接收第二电压，第二组耦合电感器进一步包括至少一个次级绕组，至少一个次级绕组中的每个与相应的输入线串联联接，并且在相应的输入线下游电联接到相应的输出线。

在另一方面，本公开涉及一种消除电路中的共模电压的方法。该方法包括将第一组耦合电感器的相应初级绕组与相应的输入线信号连通地联接，以从其接收具有共模电压分量的相应的第一相电压，其中，第一组耦合电感器中的每个耦合电感器包括初级绕组和对应的次级绕组，并且串联电联接第一组耦合电感器的次级绕组。该方法包括将第二组耦合电感器的至少一个初级绕组与第一组耦合电感器的串联联接的次级绕组信号连通地联接，以从其接收第二电压，其中，第二组耦合电感器包括至少一个次级绕组，并且在第二组耦合电感器的相应的次级绕组处感应与第二电压异相的相应的第三电压。该方法还包括将第二组耦合电感器的至少一个次级绕组与相应的输入线串联联接，以从其接收具有共模电压分量的相应的第一相电压，并且将第二组耦合电感器的相应的次级绕组与相应的输出线串联联接，以向其提供相应的第四电压。

参考以下描述和所附权利要求，将更好地理解本公开的这些和其他特征、方面和优点。结合在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出了本公开的方面，并且与说明书一起用于解释本公开的原理。

附图说明

在参考附图的说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的当前描述的完整且可行的公开，包括其最佳模式，其中：

图1示出了根据本文描述的各个方面的电力电路的示意图；

图2是根据本文描述的各个方面的共模电压消除电路的示意图；

图3是根据本文描述的各个方面的另一共模电压消除电路的示意图；