[发明专利]集成启动发电机应用中的电机控制和串联通过调节的B6+3桥

说明书

本公开涉及集成启动发电机应用中的电机控制和串联通过调节的B6+3桥。本公开描述了一种用于管理针对集成电机发电机(IMG)(诸如集成启动发电机(ISG)系统)的能量流的控制电路。当IMG以发电机模式操作时，该电路调节IMG的输出电压。该电路包括用于与针对相位的半桥电路反串联连接的每个相的附加开关，例如，附加开关的漏极连接到高侧开关的漏极。当ISG处于发电机模式时，控制附加开关，例如，以在ISG的整个速度范围内(即，高rpm和低rpm)以恒定电压和电流对电池充电。在发电机模式下，可以断开高侧开关，这将高侧开关配置为用作二极管并且当相电压较低时阻止电池放电以实现低rpm操作。

技术领域

本公开涉及电机控制电路。

背景技术

集成启动发电机(ISG)可以用于替换车辆(诸如汽车)的传统的启动系统和交流发电机(发电机)。在一些示例中，ISG可以允许更大的发电能力，并且可以用在内燃机(ICE)或可以将ICE与电驱动器组合的混合动力电动车辆(HEV)中。ISG可以通过包括具有直接连接到ICE的曲轴的交流发电机的定子线圈来代替启动电机，而不是具有在ICE启动期间连接到曲轴的滑动齿轮的启动电机。在电机模式下以启动ICE的同时，ISG接收能量，例如从电池。

当ICE在诸如丙烷或汽油等燃料上运行时，ISG以发电机模式操作以为车辆中的电力服务供电并且对电池再充电。在一些示例中，ISG可以具有相反的规格，诸如在宽速度范围内的高启动转矩和弱磁能力。ISG的一些示例可以用在具有自动怠速停止系统的车辆中，其在车辆(诸如汽车)停止时(例如，在交通拥挤或交叉路口处)停止发动机怠速。

发明内容

总体上，本公开涉及一种用于管理针对集成电机发电机(IMG)(诸如集成启动发电机(ISG)系统)的能量流的控制电路。当集成电机发电机以发电机模式操作时，该电路调节集成电机发电机的输出电压。该电路包括用于与针对相位的半桥电路反串联连接的每个相的开关。控制电路还包括开关控制电路系统和开关控制方案以在整个操作条件范围内操作控制电路，包括启动、低每分钟转数(rpm)和高rpm操作。

用于ISG系统的半桥可以包括串联连接的两个开关。在n沟道功率场效应晶体管(FET)的示例中，串联连接表示高侧开关的源极连接到低侧开关的漏极。本公开的电路包括反串联连接到每个半桥支路的附加开关。在n沟道示例中，反串联连接表示附加n沟道开关的漏极连接到高侧开关的漏极。当ISG处于发电机模式时，附加开关例如通过控制电路或电机控制单元(MCU)被控制为在ISG的整个速度范围内(即，高rpm和低rpm)以恒定电压对电池充电。在发电机模式下，高侧开关断开，这将高侧开关配置为用作二极管并且在相电压较低时阻止电池放电以实现低rpm操作。当处于电机模式时，控制电路可以接通附加开关并且控制高侧和低侧开关使用来自电池或某种其他电源的电力来驱动电机。

在一个示例中，本公开涉及一种用于集成电机发电机的控制电路，该电路包括：包括栅极端子和电流通道的开关，电流通道包括第一端子和第二端子；以及包括第一栅极控制输出端子、第二栅极控制输出端子和第三栅极控制输出端子的开关驱动电路。第一栅极控制输出电连接到开关的栅极端子，第二栅极控制输出端子被配置为控制半桥电路高侧开关的栅极端子，并且第三栅极控制输出端子被配置为控制半桥电路低侧开关的栅极端子；并且其中开关的第一端子在高侧开关的、与半桥电路的开关节点相对的一侧连接到高侧开关。