本公開涉及電子電路,并且更具體地涉及用于抵消共模信號的電子電路。
技術實現要素:
本公開描述了用于通過使用抵消信號而有源抵消共模信號的技術,該抵消信號是共模信號的反相版本。共模信號可以作為施加用于驅動負載的第一、主信號的一部分而存在。將抵消信號添加至共模信號,并且兩個信號相互抵消。通過向相同負載施加抵消信號和共模信號而將兩個信號添加在一起,這可以導致用于驅動負載的期望信號。
在一些示例中,本公開描述了配置用于至少部分地基于輸入信號產生第一信號的電路,其中第一信號包括共模信號和負載信號。電路被進一步配置以至少部分地基于輸入信號產生第二信號,其中第二信號包括共模信號的反相版本。電路被進一步配置成向負載施加第一信號和第二信號。
在一些示例中,本公開描述了被配置用于至少部分地基于輸入信號和共模信號而產生抵消信號的電路,其中抵消信號包括共模信號的反相版本。電路被進一步配置為向負載施加抵消信號。
在一些示例中,本公開描述了一種系統,包括電動機,以及配置用于至少部分地基于輸入信號產生第一信號的轉換器電路,其中第一信號包括共模信號和負載信號,其中轉換器電路被配置為向電動機施加第一信號。系統進一步包括配置用于至少部分地基于輸入信號產生第二信號的抵消電路,其中第二信號包括共模信號的反相版本,其中抵消電路被配置為經由抵消電容器向電動機施加第二信號。
在一些示例中,本公開描述了一種方法,包括:由第一電路至少部分地基于射入信號產生第一信號,其中第一信號包括共模信號和負載信號。方法進一步包括,由抵消電路至少部分地基于輸入信號產生第二信號,其中第二信號包括共模信號的反相版本。方法進一步包括,由第一電路向負載施加第一信號。方法進一步包括,由抵消電路向負載施加第二信號。
在以下附圖和說明書中闡述一個或多個示例的細節。從說明書和附圖以及從權利要求將明確其他特征、目標和優點。
附圖說明
圖1a是根據本公開的一些示例的具有電壓源、負載和參考接地的電子電路的電路圖。
圖1b是根據本公開的一些示例的具有電壓源、負載和參考接地的電子電路的電路圖。
圖2是根據本公開的一些示例的包括抵消電路的電子電路的電路圖。
圖3是根據本公開的一些示例的具有第一信號和第二信號的電動機的概念性方框圖。
圖4是根據本公開的一些示例的包括連接至負載的兩個部件的抵消電路的電子電路的電路圖。
圖5是根據本公開一些示例的具有軸桿以及連接至軸桿的分立負載的電動機的概念性方框圖。
圖6是根據本公開一些示例的電路的概念性方框圖。
圖7a是根據本公開一些示例的包含轉換器電路和抵消電路的集成電路的示意圖。
圖7b是根據本公開一些示例的轉換器電路和抵消電路的單個部件的示意圖。
圖7c是根據本公開一些示例的包含抵消電路的集成電路的示意圖。
圖8是根據本公開一些示例的對于三項抵消的模擬結果的圖表。
圖9a包括示出了根據本公開一些示例的對于兩個開關的受迫換向與自然換向的對比視圖。
圖9b是示出了根據本公開一些示例的對于兩個開關的受迫換向和自然換向的對比的電路圖。
圖10包括示出了根據本公開一些示例的對于兩個開關的受迫換向和自然換向對比的視圖。
圖11是示出了根據本公開一些示例的有源共模抵消的流程圖。
具體實施方式
可以由使用切換模式原理以產生多個輸出信號的轉換器電路控制電動機驅動和其他負載。轉換器電路的示例包括使用切換模式原理的電路,諸如dc至轉換器、ac至dc轉換器、dc至dc轉換器、以及ac至ac轉換器。在一些示例中,dc至ac轉換器可以在dc輸入電壓電勢之間交替地切換每個電動機相位。電子開關可以是晶體管,包括但不限于igbt或mosfet、二極管、或任何其他合適的裝置。為了實現高效率因子,切換過程可以在納秒范圍。由于該高切換速度,經由電動機線向電動機線圈繞組施加高dv/dt。取決于電動機驅動的構造,電動機繞組可以具有顯著的寄生電容,這可以引起電容性耦合至電動機殼體以及至電動機軸桿。在每個切換過渡期間,這些電容將卸載和/或重新加載,在電動機驅動中引起高頻干擾和/或軸承電流。這些電流經由直接地流電具有高或低阻抗或者間接地電容性連接的電動機殼體、或者經由電動機軸桿以及軸承而流至參考接地。
在電動車和混合電動車的示例中,參考接地通常是車輛底盤。也已知為共模信號的寄生干擾電流經由直接高或低阻抗或者間接寄生連接并且經由電源線返回至電源。對于導電和輻射發射的限制和要求可以影響用于防止經由寄生電容干擾的對策。這些對策可以確保軸承的回彈性。
通常,可以在電源線和電動機(負載)線上檢測共模信號。共模信號經由參考接地而流動。對于在電動車和混合電動車中電動機驅動應用,共模信號可以存在于從dc至ac轉換器脈沖寬度調制(pwm)的頻率直至數百兆赫茲的頻率范圍中。對策(countermeasure)效果的量隨著連接dc至ac轉換器和電動機的電動機線長度增加而增加。
在一些示例中,防止或抑制共模信號的方法包括部分或完全屏蔽電動或混合電動驅動傳動系統。備選地,可以使用共模濾波器以減小干擾電流和屏蔽的量。為了減小軸承電流,可以使用軸承與離合器的滑動接觸或絕緣。
寄生電容可以存在于用于汽車的電氣系統內以及汽車內電動機內,但是本公開不限于汽車應用。寄生電容和共模信號可以存在于使用切換模式原理和輸送共模信號的負載的任何其他應用中。流過寄生電容和寄生阻抗的共模信號可以中斷無線電服務接收并且可以引起軸承腐蝕。用于防止和消除共模信號的方法包括濾波器以及部分或完全屏蔽。這些方案可以是成本昂貴的,可以消耗有價值的空間,并且可以對系統增添重量。共模濾波器可以必須設計用于應用的最大電流,要求額外的空間并添加更多重量。此外,屏蔽以及滑動接觸的阻抗可以在系統的壽命期間降低。
本公開描述了可以通過產生作為共模信號的反相形式的抵消信號而有源地抵消共模信號的技術。共模信號可以存在作為有意設計為施加至負載諸如電動機驅動的第一、主信號的一部分。當兩個信號添加在一起時抵消信號抵消了共模信號。通過施加抵消信號至與共模信號相同的負載而將信號添加在一起。將抵消信號添加至共模信號可以得到用于驅動負載的期望信號。
產生抵消信號的抵消電路可以包括開關以及一個或多個抵消電容器。通過減小流過負載的共模信號,抵消電路可以減小或消除對于共模濾波器或屏蔽的需求。
通常,本公開描述了由配置用于使用輸入信號產生第一主信號的抵消電路而實施的技術。抵消電路可以包括有源或無源部件,諸如開關、晶體管、二極管、電阻器、電容器和/或電感器。在一些示例中,抵消電路中開關可以是絕緣柵極雙極晶體管,具有續流二極管,以防止晶體管的反向擊穿。
主信號可以包含共模信號和負載信號。在一些示例中,共模信號可以表示主信號的多個相之間的共模。負載信號可以表示剩余的信號并且可以也已知為差分信號。主信號可以包括一個或多個相位,其可以是由束線(wireharness)一起輸送的分立信號。
可以進一步配置抵消電路以使用輸入信號產生第二、抵消信號。抵消信號可以包括主信號的共模信號的反相版本。在一些示例中,如果主信號的共模信號是方波,抵消信號也可以是具有等同頻率但是幅度相反極性的方波。
可以配置抵消電路以向負載施加主信號和抵消信號。在一些示例中,負載可以是電動或混合電動汽車的電動機。負載也可以是在加熱應用或變壓器中的電感器。本公開的技術可以適用于在使用有源共模抵消的任何切換模式電路中的負載。通過向負載施加主信號和抵消信號,抵消信號可以抵消共模信號,允許主信號驅動負載而并未由寄生電容或寄生電感引起任何效應。
圖1a是根據本公開一些示例的具有電壓源6、負載8和參考接地10的電子電路4的電路圖。圖1a示出了在系統2上產生共模電流,其是電動機驅動應用的簡化示意圖。在系統2中,電壓源6可以經由導線14a和14b連接至電子電路4。在一些示例中,導線14a可以輸送正dc電壓并且導線14b可以輸送負dc電壓。電壓源6可以不直接連接至參考接地10,但是共模電流可以從參考接地10通過參考接地連接12而流至電壓源6,參考接地連接12可以是經由電阻和/或寄生電容器的低阻抗接地束線或高阻抗接地束線。參考接地連接12可以連接至電壓源6至參考接地10的中間電勢。共模電流的可能路徑在圖1a中由箭頭示出。
導線14a和14b可以連接至dc鏈路電容器16。dc鏈路電容器16的一個目的可以用于防止瞬態信號從開關18a和18b輻射返回至電壓源6。導線14a和14b可以進一步連接至開關18a和18b。在一些示例中,可以存在多于兩個開關,如果待施加至負載8的信號是多相位信號。例如,如果負載8是三相電動機,可以存在六個開關18a-18f。在一些示例中,每個相可以要求兩個開關18以產生或接收交變電流。
在一些示例中,開關18可以是具有柵極、漏極和源極的場效應晶體管。開關18可以是具有柵極、發射極和集電極的雙極結型晶體管或絕緣柵極雙極晶體管(igbt)。igbt可以提供如下益處:諸如工作在高電壓、高溫度和高輸出功率下的能力。開關18可以是能夠工作在納秒范圍內快速轉變的任何其他器件,諸如二極管或晶體管。為了實現在納秒范圍內的高開關速度,輸出電壓信號22用于開關18并且經由電動機線施加至電動機線圈繞組28。開關18a和18b可以與續流二極管20a和20b并聯連接。續流二極管20a和20b可以防止開關18a和18b在高反向電壓下擊穿。
電子電路4可以通過翻轉(toggling)每個開關的柵極電壓而控制開關18a和18b的導通和關斷時間。在關斷開關18a和導通開關18b之間可以存在延遲。可以配置開關18以在多個狀態(諸如導通和關斷)之間切換。可以基于觸發了狀態之間切換的時鐘信號而確定每個狀態。電子電路4可以稱作使用切換模式原理的轉換器電路,諸如dc至ac轉換器、ac至dc、dc至dc轉換器或者ac至ac轉換器。
電子電路4可以產生輸出電壓信號22以施加至負載8。輸出電壓信號22的視圖顯示可以在與導線14a相關聯的第一輸入和與導線14b相關聯的第二輸入之間翻轉的方波。對于輸出電壓信號22而言,電壓可以開始處于恒定電平,隨后以取決于開關的轉變速率的速率而增大,穩定在恒定電平,隨后以取決于開關18的轉變速率的速率而減小。輸出電壓信號22的視圖可以僅表示施加至負載8的數個相之一,其可以工作在切換模式原理上。在一些示例中,負載8可以是三相電動機。
電子電路4也可以產生共模電流24。共模電流24的視圖示出了沿正或負方向的電流峰值。電流峰值可以由開關18a和18b導通或關斷而導致。在共模電流24的視圖上脈沖的定時可以取決于在電子電路4中是否存在自然換向或受迫換向。通過向繞組28施加具有輸出電壓信號22的圖表的信號,輸出電壓信號22可以因遍及系統2的寄生電容導致共模電流24。
電子電路4可以施加主信號至負載8。負載8可以包括殼體26,電動機線圈繞組28,以及寄生電容30。寄生電容30可以不是真實的電容器,而是替代地存在于系統2的部件(諸如殼體26與電動機線圈繞組28)之間的電容。如由箭頭所示的共模信號可以流至負載8中、通過寄生電容30并通過參考接地10,參考接地10在一些示例中可以是汽車的底盤。共模信號可以隨后通過參考接地10流至電壓源6,其中共模信號可以進入導線14。共模信號可以經由參考接地連接12而從參考接地10到達電壓源6。
圖1b是具有電壓源42、負載8和參考接地10的電子電路的電路圖。系統40根據本公開的一些示例在參考接地10與電壓源42和/或導線14之間包含參考接地連接44。圖1b示出了參考接地連接44包括低阻抗接地束線或經由電阻和/或寄生電容的高阻抗接地束線。在一些示例中,寄生電容和參考接地連接可以在系統40內存在于別處以及以不同的組合。圖1b等同于圖1a,除了電壓源42和參考接地連接44的配置之外。
圖2是根據本公開一些示例的包括抵消電路的電子電路的電路圖。系統70類似于圖1a的系統2,除了抵消電路50的添加以及共模信號的抵消之外,如由遍及系統70的跨越箭頭的x所示。抵消電路50也可以稱作抵消電橋支路。
本公開描述了用于通過將抵消電流添加至電動機殼體26和/或軸承護罩(bearingshield)中而抵消共模信號的技術。這些抵消電流可以是由電子電路4所產生信號的、反相版本。因此,同步至電子電路4的原始輸出電壓信號22的反相輸出電壓信號56可以經由抵消電容器60耦合至電動機殼體26和/或軸承護罩,以便于抵消來自繞組28的寄生電感30并且避免共模電流。抵消電容器60可以關于負載8的特性而設計尺寸,從而抵消信號的幅度與主信號的幅度相等。如果干擾電流經由電動機軸桿流至電動機負載,則可以添加關于電動機負載的另一電容器(圖2中未示出)。優點可以是電動機殼體28和軸承(圖2中未示出)上減小的干擾電流,這允許減小系統70中濾波和屏蔽的量。系統70的原理可以適用于電動機驅動或具有至參考接地10的共模電容的任何其他脈沖寬度調制(pwm)控制的系統。
各種不同類型電動機驅動可以用于驅動與本公開中所述技術一致的電動機,包括切換模式電路。反相控制的電動機驅動具有至少一個反相器相位,用于例如具有一個旋轉方向的簡單dc電動機驅動,用于雙向dc或ac電動機驅動的兩個相位,以及用于dc或ac電動機驅動的三相反相器。術語“反相控制”可以涉及電子電路4,其可以將dc輸入信號轉換為ac信號以用在負載8中。理論上相位的數目不受限,并且可以增加至n個相位。
對于電子電路4的每個有源切換電動機反相器相位而言,抵消電路50可以具有一個同時切換相位。取決于具有同時切換電動機反相器相位的控制方案,相同數目的相位或者在一些示例中較少相位可以存在于抵消電路50中。在一些示例中,抵消電路50可以產生具有比從電子電路4發送至負載8的信號更少相位的抵消信號。在一些示例中,抵消電路50可以使用與電子電路4相同數目相位。抵消電路50可以具有與電子電路4相同類型的開關52(例如igbt、mosfet等)以便于容易地確保開關18的轉變特性的合適匹配,但是其他類型的開關也是可能的。抵消開關52可以具有較小的電流處理能力,因為開關52可以僅提供用于在切換電動機反相器的轉變相位期間重載抵消電容器60的抵消電流。抵消信號可以遠小于來自電子電路4的信號。如在本公開中使用的詞語“電流”和“信號”可以意味著相同事物,或者電流可以是信號的一個示例。
抵消電容器60可以包括在負載8中或處的一個或多個分立電容器或表面電容器。切換的同步可以由控制單元(圖2中未示出)通過從用于開關18的一個或多個驅動器信號導出用于開關52的一個或多個驅動器信號而完成。切換的同步也可以由控制單元中驅動器信號的直接同步而完成。
系統70包括具有可以類似于電子電路4的部件(諸如開關52、續流二極管54、輸出電壓信號56以及共模電流58)的抵消電路50。抵消電路50可以從導線14接收輸入信號,并且可以將輸入信號轉換為來自電子電路4的輸出信號的反相版本。輸出電壓信號56和共模電流58的圖可以表示抵消信號的特性。輸出電壓信號56和共模電流58示出為輸出電壓信號22和共模電流24的同步化、反相版本。特別地,輸出電壓信號56的幅度可以等于輸出電壓信號22的幅度,但是幅度可以是負的。當輸出電壓信號22是正的時,輸出電壓信號56可以是負的,因此當向負載8施加信號時,信號抵消了共模電流。
抵消信號可以經由抵消電容器60傳至負載8,抵消電容器60可以被設計用于抵消寄生電容30。抵消電路50可以因此經由抵消電容器60施加抵消信號至殼體26或者負載8上另一位置。抵消信號抑制共模信號,因為抵消信號是共模信號的反相版本。將兩個信號添加在一起得到具有零幅度的信號。
圖3是根據本公開一些示例的具有第一、主信號和第二信號的電動機的概念性方框圖。電動機或負載8可以包括殼體26、繞組100、轉子102、軸桿104以及軸承110。可以存在穿過負載8的寄生電容,諸如繞組-底盤寄生電容106、繞組-轉子寄生電容108、轉子-底盤寄生電容112以及負載-參考接地連接114。來自轉換器電路(也即電子電路4)的主信號112的流可以由圖3中箭頭所示。主信號122可以通過繞組100進入并且穿過寄生電容106和108至轉子102和殼體26。可以包括共模信號的主信號122可以穿過軸桿104至軸承110。抵消電容器60可以通過提供來自抵消電路50的抵消信號而減小穿過包括軸承110的負載8的共模信號。抵消電路50可以由參考接地連接120而連接至參考地。
主信號122通過繞組100進入負載8,并且由于繞組100和底盤之間的繞組電容而引起共模信號。這由寄生電容106表示。主信號122也可以由于繞組100和轉子102之間耦合電容而引起共模信號。這由寄生電容108表示。流過轉子102的共模信號可以流過軸桿104和軸承110。
圖4是根據本公開一些示例的包括連接至負載的兩個部件的抵消電路的電子電路的電路圖。系統130可以類似于圖2中所示的系統70,具有抵消電容器132和軸桿104的添加。在系統130中,抵消電路50可以經由抵消電容60和132而施加抵消信號至負載8。抵消電路50可以經由抵消電容器132施加抵消信號至軸桿104。
負載8可以是電動機、電感器、變壓器或反相器。在一些示例中,如果負載8是三相ac電動機,電子電路4可以由三個ac線連接至負載8的三個半橋支路構成。對于有源共模抵消而言,一個或多個額外電橋支路可以產生抵消輸出電壓信號56。可以同步化抵消信號至原始輸出電壓信號22。同步化控制電路(圖4中未示出)可以考慮電動機導線電流方向。
圖5是根據本公開一些示例的具有軸桿以及連接至軸桿的分立負載的電動機的概念性方框圖。對于連接至軸桿104的負載8,可以存在通過軸承110和160的額外共模信號。為了消除穿過第二負載150的共模信號,抵消電路50可以輸送抵消信號至第二負載150的殼體154。
共模信號可以經由軸桿104和軸承160到達第二負載150。第二負載150可以經由轉子152連接至軸桿104。可以存在寄生電容,諸如轉子-殼體寄生電容156和負載-參考接地連接158。可以安裝至軸桿104的第二負載150可以由共模軸承電流影響,只要第二負載150電接地或者只要第二負載150具有朝向電氣環境的耦合能力,也即參考接地或系統130中另一部件。共模軸承電流可以流經接地連接或耦合電容器朝向參考接地。可以由連接至現有的抵消電路50的額外抵消電容器132而減小在第二負載中的共模軸承電流。
圖6是根據本公開一些示例的電子電路的概念性方框圖。如圖6中所示,系統70是dc至ac轉換器,但是本公開的技術可以適用于其他轉換器電路。作為dc至ac轉換器,系統70可以包括可以連接至dc鏈路電容器202的高電壓(hv)電池200。從dc鏈路電容器202至hv電池200的連接、m相抵消dc至ac轉換器204、以及n相功率dc至ac轉換器206可以是兩級導線。m相抵消dc至ac轉換器204和n相功率dc至ac轉換器206也可以稱作簡稱為功率反相器的p-inv和用于抵消反相器的c-inv。m相抵消dc至ac轉換器204可以采用m個線連接至m相抵消電容器208(也稱為c-cap)。m相抵消電容器2080可以連接至n相電動機210的電動機殼體。n相電動機210可以采用n個線連接至n相功率dc至ac轉換器206。在系統70中,n可以大于或等于m,因為m相抵消dc至ac轉換器204可以產生比n相電動機210具有較少相位的抵消信號。對于m相抵消dc至ac轉換器204的額定功率與n相功率dc至ac轉換器206相比可以遠遠較低,這是因為m相抵消電容器208的充電和放電可以不要求大的信號。
圖7a是根據本公開一些示例的包含反相器電路和抵消電路的芯片集的示意圖。圖7b是根據本公開的一些示例的反相器電路和抵消電路的單個部件的示意圖。圖7c是根據本公開一些示例的包含抵消電路的集成電路的示意圖。在圖7b中,反相器電路270可以包括開關252和254,在續流二極管256和258旁邊。抵消電路272可以包括開關260和262,在續流二極管264和266旁邊。
抵消電路272可以僅對抵消電容器充電和放電。因此,與反相器電路270的芯片大小相比,其芯片大小可以遠遠更小。因此,不同的實現方式選項對于反相器電路270和抵消電路272可以是可能的。在配置250中,反相器電路270和抵消電路272可以組合或集成至一個封裝中。在配置280中,獨立芯片集可以僅包括組裝在分立封裝中的抵消電路272。配置280可以作為整修的部件或者通過一些其他工藝添加至dc至ac轉換器電路270。
圖8是對于根據本公開一些示例的三相抵消的模擬結果的示圖。圖表300可以示出三相正弦三角調制。信號302a-302c可以表示對于三相dc至ac轉換器電路的輸出相位電壓out-u、out-v、out-w。線310、312和314與三角波316一起可以顯示對于正弦三角調制所產生的脈沖圖形。線310、312和314可以是正弦波,并且每個正弦波可以是驅動電動機的相位。向上的箭頭304可以表示對于信號302a-302c的正dv/dt,以及向下的箭頭306可以表示對于信號302a-302c的負dv/dt。箭頭308可以表示對于信號302a-302c多于一個相位的瞬時轉換。
在一些示例中,信號302可以表示對于三相dc至ac轉換器電路的輸出電壓。三相dc至ac轉換器的一個目的可以是產生正弦電動機電流。對于dc至ac轉換器的每個正dv/dt而言,抵消電路可以產生負dv/dt。一旦輸出電壓信號對抵消電容器充電,抵消電路可以需要有源地對抵消電容器放電。對于n相正弦三角調制而言,可以出現高達n個的正輸出電壓信號的序列。因此,可以使用m=n個獨立的抵消電容器,并且抵消電路可以具有與dc至ac轉換器相同的相位數目。通過施加其他調制策略,對于抵消電路的相位數目可以不同于dc至ac轉換器相位數目。在一些示例中,對于空間向量調制的3相dc至ac轉換器的脈沖圖形而言,可以以抵消電路僅需要2相的方式而被優化。以該方式,抵消信號中相位的數目可以小于或等于在產生以驅動負載的第一主信號中的相位數目。
圖9a包括示出了根據本公開一些示例的對于兩個開關的受迫換向與自然換向的對比的示圖。圖9b是示出了根據本公開一些示例的對于兩個開關的受迫換向與自然換向對比的電路圖。有源共模抵消可以是有效的,如果抵消dv/dt信號與來自dc至ac轉換器的原始dv/dt同時出現。因此,抵消輸出電壓信號可以被同步化至來自dc至ac轉換器的原始輸出電壓信號。如果在從高壓側至低壓側或者反之亦然的切換之間存在空載時間,如圖表350、352、364和366中所示,則在自然換向和受迫換向之間可以存在差異。換向是負載電流從正關斷(off-going)開關改變至正導通(on-going)開關時的過程。對于受迫換向而言,當正關斷開關關斷時電流可以改變。對于自然換向而言,當正導通開關導通時電流可以改變。輸出電壓信號可以鏈接至電流換向。受迫和自然換向可以取決于在所附接電動機線中電流方向。
圖表350和352類似于圖表364和366,并且表示用于開關52的驅動信號。驅動信號可以是基于時鐘信號。水平軸線表示時間,因此t4在t1導通之前關斷。在時間量程的開始處,開關52b可以導通。圖表354示出負值的線電流384。當t4在圖表352中導通時,線電流圖表354流過開關52b作為線電流386和開關電流388。圖表356和358示出,在時間周期的開始處,電流流過開關52b但是不流過開關52a。圖表360和362可以分別表示跨越開關52a和52b的電壓。
當t4在圖表352中關斷時,兩個開關52可以關斷。開關電流388可以關斷,并且線電流384可以作為負線電流380而流過續流二極管54a。當t1在圖表350中導通時,開關52a因為負電壓差而可以保持關斷,但是二極管54a可以繼續導通。開關電流382可以遍及該過程保持在零或附近。從開關52b至二極管54a的該瞬變稱作受迫換向。
圖表364-376可以示出自然換向的示例。在自然換向中,線電流384可以遍及時間周期而保持在正值,如圖表368中所示。線電流圖表368可以作為負線電流386而流過二極管54b,當開關電流388可以保持關斷時。圖表370和372示出電流正流過二極管54b但是沒有流過開關52b或二極管54a。圖表374和376可以分別表示跨越開關52a和52b的電壓。圖表374中正電壓可以不導致線電流382流動,直至t1導通。
當t4在圖表366中關斷時,兩個開關52可以關斷。開關電流388可以關斷,并且線電流386可以繼續流過續流二極管54b。當t1在圖表364中導通時,開關52a可以由于正電壓差而導通,并且二極管54b可以關斷。線電流380可以作為開關電流382而在t1導通之后流動。從二極管54b至開關52a的該瞬變稱作自然換向。對于圖9a中受迫換向而言,dv/dt可以在t4的關斷期間出現。對于自然換向而言,dv/dt可以在t1導通之后出現。
圖10包括示出了根據本公開一些示例的對于兩個開關的受迫換向與自然換向對比的圖表。圖表400、402、414和416示出了在t4導通之前t1關斷。圖表400-412示出了當線電流384從開關52a汲取并且隨后從二極管54b汲取時的受迫換向。圖表414-426示出了當線電流384流過二極管54a并且隨后從開關52b流動時的自然換向。
圖11是示出了根據本公開一些示例的有源共模抵消的流程圖。從圖4的系統2的角度描述方法450,盡管其他類型的系統或電路可以用于執行類似的技術。如圖11中所示,電子電路4從電壓源6接收輸入信號(452)。電子電路4可以從輸入信號產生包括負載信號的第一、主信號(454)。
取決于主信號是否包含共模信號,抵消電路50可以產生抵消信號(456)。如果主信號并不包含共模信號,則電子電路4可以施加主信號至負載8(458)。如果主信號包含共模信號,則抵消電路50可以產生作為共模信號的反相版本的第二、抵消信號(460)。如果主信號包含共模信號,則電子電路4可以施加主信號至負載8,并且抵消電路50可以施加抵消信號至負載8(462)。
以下編號示例展示了本公開的一個或多個方面。
示例1.一種電路,配置用于:至少部分地基于輸入信號產生第一信號,其中第一信號包括共模信號和負載信號;至少部分地基于輸入信號產生第二信號,其中第二信號包括共模信號的反相版本;以及施加第一信號和第二信號至負載。
示例2.示例1的電路,其中電路包括多個開關;其中多個開關中的每個開關被配置用于在多個狀態之間切換;以及其中基于時鐘信號確定多個開關的每個狀態。
示例3.示例1-2的任意組合的電路,其中多個開關中的至少一個開關包括絕緣柵雙極晶體管。
示例4.示例1-3的任意組合的電路,其中多個開關的至少一個開關包括晶體管和二極管。
示例5.示例1-4的任意組合的電路,其中進一步配置電路以經由抵消電容器相負載施加第二信號。
示例6.示例1-5的任意組合的電路,其中配置抵消電容器以偏置負載的至少一個寄生電容。
示例7.示例1-6的任意組合的阿電路,其中第二信號包括共模信號的同步化反相版本。
示例8.示例1-7的任意組合的電路,其中第一信號包括n個相位;其中第二信號包括m個相位;以及其中n大于或等于m。
示例9.示例1-8的任意組合的電路,其中負載包括電動機;以及其中進一步配置電路以經由抵消電容器向電動機的殼體施加第二信號。
示例10.示例1-9的任意組合的電路,其中進一步配置電路以向連接至電動機的軸桿的第二負載施加第二信號。
示例11.一種電路,配置用于:至少部分地基于輸入信號和共模信號產生抵消信號,其中抵消信號包括共模信號的反相版本;以及施加抵消信號至負載。
示例12.示例11的電路,其中電路包括多個開關;其中多個開關中的每個開關被配置用于在多個狀態之間切換;以及其中基于時鐘信號確定多個開關的狀態。
示例13.示例11-12的任意組合的電路,其中進一步配置電路以經由抵消電容器向負載施加抵消信號。
示例14.示例11-13的任意組合的電路,其中負載包括電動機;以及其中進一步配置電路以向連接至電動機的軸桿的第二負載施加抵消信號。
示例15.一種系統,包括:電動機;轉換器電路,被配置用于至少部分地基于輸入信號產生第一信號,其中第一信號包括共模信號和負載信號,其中配置轉換器電路以向電動機施加第一信號;以及抵消電路,配置用于至少部分地基于輸入信號產生第二信號,第二信號包括共模信號的反相版本,其中配置抵消電路以經由抵消電容器向電動機施加第二信號。
示例16.示例15的系統,其中轉換器電路包括第一多個開關,其中第一多個開關中的每個開關配置用于在多個狀態之間切換,以及其中基于時鐘信號確定第一多個開關的狀態;以及其中抵消電路包括第二多個開關,其中配置第二多個開關的每個開關以在多個狀態之間切換,以及其中基于時鐘信號確定第二多個開關的狀態。
示例17.示例15-16的任意組合的系統,其中,向負載施加第二信號包括向電動機施加第二信號并且向連接至電動機的軸桿的第二負載施加抵消信號。
示例18.一種方法,包括:由第一電路至少部分地基于輸入信號產生第一信號,其中第一信號包括共模信號和負載信號;由抵消電路至少部分地基于輸入信號產生第二信號,其中第二信號包括共模信號的反相版本;由第一電路施加第一信號至負載;以及由抵消電路施加第二信號至負載。
示例19.示例18的方法,其中第一電路包括第一多個開關,其中第一多個開關的每個開關配置用于在多個狀態之間切換,以及其中基于時鐘信號確定第一多個開關的狀態;以及其中抵消電路包括第二多個開關,其中第二多個開關的每個開關配置用于在多個狀態之間切換,以及其中基于時鐘信號確定第二多個開關的狀態。
示例20.示例18-19任意組合的方法,其中負載包括電動機;以及其中施加第二信號至負載包括由抵消電路經由抵消電容器施加第二信號至電動機;以及由抵消電路經由抵消電容器施加第二信號至連接至電動機的軸桿的第二負載。
已經描述了本公開的各個示例。設計了所述系統、操作或功能的任意組合。這些和其他示例在以下權利要求的范圍內。