專利名稱：用于控制開關臂的開關的方法
技術領域：
本發明涉及控制開關臂的開關，并且特別應用于由可再充電電池供電的發動機 (motor)或交流發電機的領域。本發明應用于電機車輛的領域是有利的，其中電池能夠經由逆變器對發動機供電并且當機動車輛停止時可以被再充電。然而，雖然特別設計用于此類應用，但是能夠在其他領域中、特別在風輪機或水力類型的能量產生設備中使用該設備和相關的方法。
背景技術：
傳統地，電動車輛裝備有向逆變器傳遞直流電流的高電壓電池，該逆變器將該直流電流變換為可以對電動發動機供電的交流電流，該電動發動機此后使得該車輛運動。為了這些高電壓電池的再充電，公知地要對車輛裝備有并入電動車輛中的充電設備，其包括不具有二極管橋的電力控制轉換器，也熟知為叫“無橋PFC”。由轉換器的切換產生的共模電流在由相對于底盤的電子、或相對于底盤的發動機或甚至相對于底盤的電池表現出的寄生電容器中流通。這些電流經由底盤、鏈接到電網絡的地線循環回來。因此充電器對電網絡發出干擾。各標準限制了對電網絡的高頻干擾的發送。無源濾波解放方案可以幫助解決該問題。例如，這涉及將共模濾波器置于充電器的輸入端。因此，共模電流經由該濾波器而非經過網絡而循環回來。然而，除了成本和音量(volume)外，濾波器的缺點還在于其將在主線(main)和地之間產生低頻泄露電流(達 50Hz/60Hz 的量級)。
發明內容
因此本發明的示范實施例目的是通過阻止寄生電容器被電壓變化激勵來限制產生共模電流。為此，本發明的示范實施例提供一種用于控制開關臂的開關的方法，每個開關臂分別包括第一開關和第二開關，該方法包括如下步驟a)命令預定數量的第一開關分別閉合達相關聯的閉合時間，以及b)當先前閉合的第一開關的每個打開時，命令另一第一開關閉合達相關聯的閉合時間，從而同時閉合恒定數量的第一開關。本發明的其他示范實施例提供一種用于通過電力充電設備充電蓄電裝置的方法， 該電力充電設備包括分別包含第一開關和第二開關的開關臂，其特征在于該方法包括上述控制方法的步驟a)和b)，根據如下的步驟a)命令預定數量的第一開關分別閉合達相關聯的閉合時間，以及b)當先前閉合的第一開關的每個打開時，命令另一第一開關閉合達相關聯的閉合時間，從而同時閉合恒定數量的第一開關。在相同時間閉合開關臂上處于同一級別的恒定數量的開關的事實，尤其當充電蓄電裝置時，使得可以施加恒定的中性電壓。電壓變化可能激勵寄生電容器，因此減少共模電流。與第二開關相比，第一開關可以全部具有相同的位置。例如第一開關位于開關臂的上部，而第二開關位于開關臂的下部。所述控制或充電方法也可以單獨地或組合地包括一個或多個以下特征通過發送脈沖寬度調制PWM控制信號來命令所述第一開關閉合，該控制信號是同相的，該控制信號是相移的，所述充電設備是三相的并且所述充電設備的相位的平均調制等于1/3。在在相同時間閉合的第一開關的數量與在相同時間閉合的第一開關和第二開關的總數量之間的比率是1/3。本發明的其他示范實施例也提供用于實現如上定義的控制或充電方法的對應的充電設備。用于充電蓄電裝置的電力充電設備包括分別包括第一開關和第二開關的開關臂，和用于控制所述開關的控制設備，該控制設備被配置為在蓄電裝置的充電期間，命令預定數量的第一開關分別閉合達相關聯的閉合時間，以及當先前閉合的第一開關的每個打開時，命令另一第一開關閉合達相關聯的閉合時間，從而同時閉合恒定數量的第一開關。所述充電設備也可以單獨地或組合地包括一個或多個以下特征所述設備包括三個開關臂，所述設備包括分別由兩個開關臂形成的三個H型橋結構，開關分別包括晶體管和反向二極管，所述設備包括包含所述開關臂的逆變器，所述設備包括在逆變器和蓄電裝置之間的DC/DC轉換器，所述設備包括三相交流電發動機，控制設備被配置為控制開關從而從用于對所述發動機供電的供電模式切換到用于充電蓄電裝置的充電模式，以及進行相反的切換。充電設備可以包括電感器，電感器在合適的情況下由電動發動機的各相的繞組形成。在三相發動機的情況下，三個電感器因此可以由發動機的繞組形成。使能到電網絡的連接的連接器系統可以被并入該設備。
根據附圖，通過非限制性示例提供的以下描述，本發明的其他特征和優點將顯現， 其中圖1示意地表示用于機動車輛的具有三相電網絡的三相充電設備；圖2以簡化的方式表示根據第一實施例的充電設備的一部分；圖3說明在根據本發明的充電方法中表示圖2的設備的控制信號的時序圖；圖4以示意和簡化的方式表示充電設備的第二實施例；圖5說明在充電方法中表示圖4的設備的控制信號的時序圖。在這些附圖中，以及在說明書的下文中，基本上相同的組件由相同的參考數字表不。
具體實施例方式第一實施例具有三個開關臂的逆變器設備參考圖1和2，能夠看到示意表示的用于充電例如混合的或電動的機動車輛V的設備1的示范實施例，其具有包括三個開關臂A、B、C的開關裝置4和電感器7。該設備1使得可以再充電形成車輛V的電池B的蓄電裝置5。每個開關臂A、B、C在描述的示例中包括分布于臂A到C之上的兩個開關12a、12b ； 第一開關1 相對于圖2在開關臂的上部而第二開關12b在開關臂的下部。能夠對這些開關裝置4做出安排以并入設備1的逆變器2中。也能夠對電感器7做出安排以通過部分示出的交流電三相發動機6的繞組來形成。在這種情況下，開關臂通過它們的中間點(mid-point)連接到發動機6的各相。設備1在圖1和圖2示出的示例中也包括連接器系統8，該連接器系統8使得可以連接到三相電網絡11的插座。該連接器系統可以包括鎖定裝置(未在附圖中示出)，使得可以在設備1通電時阻止對電插座的接入。連接器系統8也可以與第二鎖定裝置(未示出)關聯以便在供電模式期間阻止用戶接入導體(它們然后繼續存在)。充電設備1然后可以通過利用電感器7從接地的電網絡11對電池B充電。在示出的實施例中，充電設備1也包括用于驅動開關12a、12b的控制電路9。在各圖中，在控制電路9和開關12a、12b之間的鏈路沒有示出以使得更容易理解各圖。設備1也可以包括位于逆變器2和蓄電裝置5之間的DC/DC轉換器10。使用DC/ DC轉換器10使得可以適配電壓并由此優化逆變器的尺寸而不降低效率。事實上，蓄電裝置5的電壓隨它們的電荷改變，改變范圍從單被到雙倍，使用DC/DC轉換器10使得可以使逆變器2形成用于低電壓的尺寸，低電壓必須允許一半電流通過。作為示例，該逆變器10包括連接到蓄電裝置5的電感器101、其中間點連接到電感器101的兩個開關102和連接兩個開關102的端子的電容器103。Μ 在充電模式中，其中設備1通過利用電感器7從接地的電網絡11對電池B充電， 控制電路9驅動臂A到C從而在任何時刻同一級別的恒定數量η的開關同時閉合，例如在上部的第一開關12a。顯然，也可以選擇在下部的第二開關12b。也通過參考圖3，在充電電池B的方法中，例如在給定時間段T中命令第一臂A的第一開關12a閉合達閉合時間tfA，當第一臂A的第一開關12a的閉合時間tfA完成并且第一開關1 打開時，命令第二臂B的第一開關12a閉合達閉合時間tfB，以及當第二臂B的第一開關12a的閉合時間風完成并且第一開關12a打開時，命令第三臂C的第一開關12a閉合達閉合時間坧。因此，其中各開關12a閉合的時間間隔是不同的。該同步使得可以在時間段T中讓一個開關1 在一段時間中閉合。不存在控制信號的重疊。因此在網絡11的中性線N 處確保恒定電壓。
在該示例中，同時必須閉合的第一開關1 的恒定數量 等于1。基于如下詳述的平均調制來計算該數量。脈寬調制技術(叫做PWM)來調制每個臂A到C利用。如前面規定的，這些臂A到 C被調制從而在每個相位產生正弦電流。在三相充電設備的情況下，每個相位被相移2 π /3 并且調制深度Π1相等。因此根據以下公式(1)計算每個相位的調制
權利要求
1.一種用于控制開關臂的開關(12a、12b)的方法，每個開關臂分別包括第一開關 (12a)和第二開關(12b)，該方法包括如下步驟a)命令預定數量的第一開關(12a)分別閉合達相關聯的閉合時間(tfA，tfB，tfc,tfD， tfE, tfF)，以及b)當先前閉合的第一開關(12a)的每個打開時，命令另一第一開關(12a)閉合達相關聯的閉合時間(tfA，tfB，tfc, tfD，tfE，tfF)，從而同時閉合恒定數量的第一開關(12a)。
2.一種用于經由電力充電設備充電蓄電裝置(5)的方法，該電力充電設備包括分別包含第一開關(12a)和第二開關(12b)的開關臂(A，B，C，D，E，F)，該方法至少包括權利要求 1的方法的步驟a)和b)。
3.根據權利要求1所述的方法，通過發送脈沖寬度調制PWM控制信號來命令所述第一開關(12a)閉合。
4.根據權利要求3所述的方法，該控制信號是同相的。
5.根據權利要求3所述的方法，該控制信號是相移的。
6.根據權利要求2所述的方法，充電設備是三相的并且充電設備的相位的平均調制等于 1/3。
7.根據權利要求6所述的方法，在同時閉合的第一開關(12a)的數量與同時閉合的第一開關(12a)和第二開關(12b)的總數量之間的比率是1/3。
8.一種用于充電蓄電裝置(5)的電力充電設備，該電力充電設備包括分別包含第一開關(12a)和第二開關(12b)的開關臂(A，B, C，D，E，F)，和用于控制所述開關(12a、12b)的控制設備(9)，在蓄電裝置(5)的充電期間，該控制設備(9)被配置為命令預定數量的第一開關(12a)分別閉合達相關聯的閉合時間，以及當先前閉合的第一開關(12a)的每個打開時，命令另一第一開關(12a)閉合達相關聯的閉合時間，從而同時閉合恒定數量的第一開關(12a)。
9.根據權利要求8所述的設備，包括三個開關臂(A，B，C)。
10.根據權利要求8所述的設備，包括分別由兩個開關臂(A，B，C，D，E，F)形成的H型橋結構(3，3'，3〃)。
11.根據權利要求8所述的設備，開關(12a、12b)分別包括晶體管和反向二極管。
12.根據權利要求8所述的設備，包括包含所述開關臂(A，B，C，D，E，F)的逆變器O)。
13.根據權利要求12所述的設備，包括在逆變器(2)和蓄電裝置(5)之間的DC/DC轉換器(10)。
14.根據權利要求8所述的設備，包括三相交流電發動機。
15.根據權利要求14所述的設備，控制設備(9)被配置為控制開關(12a、12b)從而從用于供電發動機(6)的供電模式切換到用于充電蓄電裝置(5)的充電模式，以及進行相反的切換。
全文摘要
本發明涉及一種用于配置為通過電力充電設備充電蓄電裝置的方法，該電力充電設備包括分別包含第一開關和第二開關的開關臂(A，B，C)，其特征在于該方法包括如下步驟命令預定數量的第一開關分別閉合達相關聯的閉合時間(tfA，tfB，taC)，以及當先前閉合的第一開關的每個打開時，命令另一第一開關閉合達相關聯的閉合時間(tfA，tfB，tfC)，從而同時閉合恒定數量的第一開關。本發明也涉及用于實現此類充電方法的充電設備。
文檔編號H02M7/5395GK102299661SQ20111017539
公開日2011年12月28日 申請日期2011年6月27日 優先權日2010年6月25日
發明者B.鮑切茲, L.德索薩 申請人:法雷奧電機控制系統公司