[发明专利]用于将直流功率转换为交流功率的方法和系统

说明书

技术领域

本发明一般涉及功率逆变器，且更具体地涉及用于将直流功率转换 为交流功率的方法和系统。

背景技术

近年来，技术的进步以及不断发展的风格喜好已引起汽车设计的重 大变化。其中一个变化涉及汽车内的电气和驱动系统的复杂性，特别是 代用燃料车辆，诸如混合动力车辆、电动车辆和燃料电池车。这些代用 燃料车辆通常使用电动机(或许结合另一个致动器)来驱动车轮。

在这些车辆中使用的包括电动机(electric motor)的许多电气部件 从交流(AC)电源接收电功率。然而，在这些应用中使用的功率源(即， 电池)仅提供直流(DC)功率。因而，称为为功率逆变器的装置被用来 将直流功率转换为交流功率，所述功率逆变器经常利用以各种时间间隔 操作的若干开关或晶体管来将直流功率转换为交流功率。

近年来，已经研发出“z源”逆变器，其相比常规的功率逆变器具 有若干优点。例如，由于包含在其中的阻抗源(例如，包括一个或多个 电感器)，z源逆变器具有产生大于或小于所提供的直流功率的电压的 输出电压的能力。然而，诸如脉宽调制(PWM)之类的用于控制逆变器 内开关的常规方法导致纹波电流(ripple current)以相对低的频率流过 电感器。结果，必须在这种功率逆变器中使用非常大且昂贵的电感器， 因为所需的电感器尺寸与纹波电流的频率成比例。

因此，希望提供一种用于将直流功率转换为交流功率的方法和系 统，该方法和系统允许使用较小且较便宜的电感器。此外，结合附图和 前述的技术领域及背景技术，本发明的其它可取特征和特性将根据随后 的详细描述及所附权利要求书而变得显而易见。

发明内容

在一个实施例中，提供了一种用于将直流(DC)功率转换为交流 (AC)功率的方法。基于第一载波信号产生交流功率的第一相位。基于 第二载波信号产生交流功率的第二相位。

在另一实施例中，提供了一种用于通过功率逆变器操作多相电机 (motor)的方法，对于该电机的每个相位，所述功率逆变器都具有一 对开关。产生第一载波信号，且产生第一调制信号。第一载波信号和第 一调制信号共同确定第一波形。基于第一波形操作功率逆变器中的第一 对开关。产生第二载波信号，且产生第二调制信号。第二载波信号和第 一调制信号共同确定第二波形。基于第二波形操作功率逆变器中的第二 对开关。

在又一实施例中，提供了一种汽车驱动系统。该汽车驱动系统包括 直流(DC)电源、电动机、功率逆变器和处理器。直流电源耦合到电动 机。功率逆变器包括第一对开关和第二对开关，且耦合到电动机和直流 电源以接收来自直流电源的直流功率，并提供交流(AC)功率给电动机。 处理器与电动机、直流电源和功率逆变器成可操作通信。处理器配置成 产生第一载波信号，基于第一载波信号操作功率逆变器中的第一对开 关，产生第二载波信号，并且基于第二载波信号操作功率逆变器中的第 二对开关。

附图说明

将在下文中结合下列附图描述本发明，其中相同的数字表示相同的 元件，且

图1是根据本发明一个实施例的示范性汽车的示意图；

图2是在图1的汽车内的逆变器系统的方块图；

图3是在图1的汽车内的功率逆变器的示意图；

图4是由图2的逆变器系统产生的用来控制图3的功率逆变器的第 一、第二和第三组载波信号与调制信号以及直通调制(shoot-through modulation)信号及相关联波形的图示；

图5是图4的第一组载波信号与调制信号以及相关联波形的图示；

图6是图4的第二组载波信号与调制信号以及相关联波形的图示； 和

图7是图4的第三组载波信号与调制信号以及相关联波形的图示。

具体实施方式

下列详细描述本质上仅是示范性的，且并不打算限制本发明或本发 明的应用及用途。此外，不打算受前面的技术领域、背景技术、发明内 容或下面的具体描述中给出的明示或暗示的理论的约束。