[发明专利]对缓冲电容器充电的系统和方法

说明书

本公开涉及对缓冲电容器充电的系统和方法。根据一个实施例，一种方法包括：监测跨缓冲电容器的第一电压；当所监测的第一电压低于第一阈值电压时，激活电源节点与缓冲电容器之间的第一电流路径；当所监测的第一电压低于第二阈值电压时，激活电源节点与缓冲电容器之间的第二电流路径，以及将电力从缓冲电容器传输到跨缓冲电容器耦合的驱动器电路。

技术领域

本发明总体上涉及一种用于对缓冲电容器充电的系统和方法。

背景技术

诸如三相电机等AC电机在诸如汽车、工业和HVAC(供热、通风和空调)等应用中越来越受欢迎。通过将在传统电机中使用的机械换向器替换为电子设备，可以提高可靠性，提高耐用性，并且减小外形尺寸。作为示例，AC电机的其他优点包括更好的速度与转矩特性、更快的动态响应和更高的速度范围。通常，AC电机(例如，三相电机)具有生成脉冲宽度调制(PWM)信号的控制器，该PWM信号用于产生用于耦合到电机的不同相的功率开关的驱动信号。这些PWM信号可以确定提供给电机的线圈的平均电压和平均电流，从而控制电机速度和转矩。

用于激活功率开关的驱动信号的电压电平通常高于提供给电机控制系统的电压电平。例如，从12V汽车电池向电机提供电流的高侧功率开关可能需要超过由汽车电池提供的12V的驱动电压。因此，在很多系统中，附加的升压电路系统用于生成用于激活功率开关的较高电压电平。该升压电路系统可以包括例如开关模式功率转换器、电荷泵和/或升压电容器。然而，这种开关模式升压电路系统的使用可能产生电干扰，该电干扰尤其影响电机系统的操作或电机驻留在其中的系统的操作。

发明内容

根据一个实施例，一种方法包括：监测跨缓冲电容器的第一电压；当所监测的第一电压低于第一阈值电压时，激活电源节点与缓冲电容器之间的第一电流路径，其中第一电流路径提供与第一阈值电压与所监测的第一电压之间的差成比例的第一电流，第一电流不超过第一最大电流；当所监测的第一电压低于第二阈值电压时，激活电源节点与缓冲电容器之间的第二电流路径，其中第二电流路径提供与第二阈值电压与所监测的第一电压之间的差成比例的第二电流，第二电流不超过第二最大电流，其中第一阈值电压大于第二阈值电压，并且第一最大电流小于第二最大电流；以及将电力从缓冲电容器传输到跨缓冲电容器耦合的驱动器电路。

根据另一实施例，一种系统包括：驱动器电路，具有被配置为耦合到缓冲电容器的第一端子的驱动器电路电源节点、被配置为耦合到缓冲电容器的第二端子的参考节点、以及被配置为耦合到开关晶体管的控制节点的驱动输出；第一电流路径电路，耦合在电源节点与驱动器电路电源节点之间；第二电流路径电路，耦合在电源节点与驱动器电路电源节点之间；以及缓冲电容器监测电路，被配置为：测量驱动器电路电源节点与参考节点之间的第一电压，当所测量的第一电压低于第一阈值电压时，激活第一电流路径电路，并且引起第一电流路径电路输出与第一阈值电压与第一电压之间的差成正比的第一电流，第一电流不超过第一最大电流，以及当所测量的第一电压低于第二阈值电压时，激活第二电流路径电路，并且引起第二电流路径电路输出与第二阈值电压与第一电压之间的差成比例的第二电流，第二电流不超过第二最大电流，其中第一阈值电压大于第二阈值电压，并且第一最大电流小于第二最大电流。

根据另一实施例，一种电机系统包括：半桥电路，包括高侧晶体管和低侧晶体管；高侧驱动器，具有耦合到高侧晶体管的控制节点的输出；低侧驱动器，具有耦合到低侧晶体管的控制节点的输出；缓冲电容器，具有耦合到升压电源节点和高侧驱动器的电源节点的第一端子、和耦合到高侧驱动器的参考节点和半桥电路的输出节点的第二端子；第一晶体管，耦合在电源节点与升压电源节点之间，第一晶体管被配置为提供第一电流；第二晶体管，耦合在电源节点与升压电源节点之间，第二晶体管被配置为提供为第一电流的至少十倍的第二电流；缓冲电容器监测电路，被配置为：测量升压电源节点与参考节点之间的第一电压，当所测量的第一电压低于第一阈值时，激活第一晶体管，测量升压电源节点与参考节点之间的第二电压，以及当所测量的第一电压低于第二阈值时，激活第二晶体管，其中第一阈值大于第二阈值；以及模数转换器，耦合到半桥电路并且被配置为数字化流过半桥电路的电流。