[发明专利]印刷电路板、确定电流空间矢量的方法、转换器、印刷电路板和转换器结构系列

说明书

技术领域

本发明涉及印刷电路板、用于确定电流空间矢量的方法、转换器、印刷电路板和转换器结构系列。

背景技术

在输出电压侧以脉宽调制方式运行的、数字式调节的转换器中，为了达到足够的调节质量，需在一个脉宽调制周期中确定如下的电流空间矢量，该电流空气矢量与实际存在的电流空间矢量在这个脉宽调制周期上形成的平均值相对应。在感应负载的情况下、比如特别是在电机的情况下经脉宽调制的输出电压引起所谓的电流纹波。对电流空间矢量的确定必须不受电流纹波的影响。在一些现有技术背景下的转换器中，电流传感器布置在通向电机的引线中，由此产生连续的电流信号，该电流信号通过模拟滤波器除去电流纹波然后可被用于调节。

从Nguyen Phung Quang和 Dittrich的著作：“Praxis der feldorientierten Drehstromantriebsregelungen”1999年第二版、110-113页中已知以脉宽调制方式运行的转换器，其中借助三个(图5.1)或者也可以仅借助两个(图5.3、5.5、5.6、5.9、5.11)在输出支路中电位分离的电流传感器进行电流检测。在此，由所述电流测量值确定具有两个自由度的电流空间矢量(图5.3、5.5、5.6、5.9、5.11)。另外在第76至77页指出，为了在无谐波、即无电流纹波的情况下检测电机电流的基波，在一适当时刻检测电流测量值。在此，将基波的偏差称作差电流空间矢量。然后，在差电流空间矢量的过零点检测电流测量值。这种已知的转换器的缺点是，需要至少两个昂贵的、电位分离的电流测量单元。

由DE 196 81 189T1已知一种以脉宽调制方式运行的转换器，该转换器具有中间电路(耦合回路)电容器(图1、标记3)和一与其连接的输出级，该输出级仅包含一个用于检测中间电路电流的电流传感器。因此，根据输出电压空间矢量的角度，电流检测包含关于各相电流的信息或各相电流之和的信息。其缺点是，在输出电压空间矢量的特定角度下不能令人满意地确定电流空间矢量。

由“Francesco Parasiliti，‘Low cost current Sensing in DSP Based Drives’，Industrial Electronics，1999，ISIE’99，Proceedings of the IEEE，Volume 3，1999，International Symposium，Volume 3，1999”已知一种转换器，在该转换器中，在所有的半桥下支路中都设有分流电阻作为用于检测相应电流的单元。检测所有三个电流测量值，其中测量触发处在脉宽调制周期内的存在离散的开关状态(000)、即零矢量V₀的时间段的时间中点(1287页、左列和图7)。在具体实施中，由于考虑时滞(延时)、信号持续时间等而存在与该中点的较小时间偏差。然后，由相关的测量值确定电流空间矢量。而其缺点是，在六边形的阴影区域内(1287页，左列、最后一段和图8)不能确定电流空间矢量或仅能不精确地确定电流空间矢量，因为在该阴影区域内或者不使用零矢量或者仅非常短暂地使用零矢量。也就是说，如果不存在零矢量或零矢量非常短暂，则自然在一相中不存在电流测量信号或仅非常短暂地存在电流测量信号，该电流测量信号因此不能用于分析处理或仅能不精确地用于分析处理。由此，对于在一个脉宽调制周期上取平均的输出电压空间矢量来自阴影区域(1287页，图8)的情况，至少一个电流测量值失真。

由US 5 815 391中已知一种转换器，在该转换器中在所有的半桥下支路中都设有用于检测相应电流的单元(图2A)。在相关的表格(图2B)中指出：相A中的电流可可根据开关状态测量出(例如第一行：可测量)或者可由两个另外的电流测量值计算出(第五行：可计算)。但如果断开相A的下开关和另一下开关，则不能确定相A的电流测量值。在该文献中，这样的开关状态标示为在相A中“未知”。

上述表2B和所述的问题涉及到开关状态、即转换器的相应的瞬间状态。上述表2B仅涉及到相A。但对于相B和C可列出相关的表。对此可简单地看出，在一些开关状态、即(111)、(110)、(101)、(011)中，不能确定电流测量值或仅能确定一个电流测量值，因此对于这样的瞬间状态绝对不能确定电流空间矢量。因此，由US 5815391中不能得出，怎样确定一与实际存在的电流空间矢量的在一个脉宽调制周期上形成的平均值相对应的电流空间矢量。特别是没有指出，怎样使电流空间矢量不会由于电流纹波而失真。