[發(fā)明專利]用于運行整流器的方法以及根據(jù)該方法工作的整流器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201780055470.X
• 申請日: 2017-09-14
• 公開（公告）號: CN109715432B
• 公開（公告）日: 2023-03-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 谷瓊;霍格爾·霍夫曼;托馬斯·斯拉維克
• 申請（專利權(quán)）人: 法雷奧西門子新能源汽車(德國)有限公司
• 主分類號: B60L15/08
• 分類號: B60L15/08;H03K17/16;H03K17/042;H03K7/08;H02M3/155;H03K17/08;H02M1/00
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 黃勇

本發(fā)明涉及一種用于運行整流器(8)、尤其是電機(2)的整流器(8)的方法，其中對于所述整流器(8)的半導(dǎo)體開關(guān)(22)或每個半導(dǎo)體開關(guān)(22)來說，產(chǎn)生用于調(diào)整切斷速度(A_neu)的控制信號(P’)，其中檢測中間電路(10)的中間電路電壓(U_dc)并且將其與電流閾值(U_thresh)進行比較；其中檢測相應(yīng)的半導(dǎo)體開關(guān)(22)的運行參數(shù)(T_B)并且將其與溫度閾值(T_thresh)進行比較；其中檢測借助于相應(yīng)的半導(dǎo)體開關(guān)(22)來切換的負載電流(I_c)并且將其與電流閾值(I_thresh)進行比較；而且其中根據(jù)所述比較來產(chǎn)生所述用于調(diào)整關(guān)斷速度(A_neu)的控制信號(P’)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于運行整流器、尤其是電機的整流器的方法，對于整流器的半導(dǎo)體開關(guān)或每個半導(dǎo)體開關(guān)來說，利用該方法來產(chǎn)生控制信號，用于調(diào)整半導(dǎo)體開關(guān)的切斷速度。本發(fā)明還涉及一種根據(jù)該方法來工作的整理器和一種具有這種整流器的電機。

背景技術(shù)

電(電動)驅(qū)動的機動車、諸如電動車輛或混合動力車輛通常具有電機或電動機，用于卻動一個或兩個機動車軸。這種電動驅(qū)動機通常包括受控制的同步或異步電機作為電動機，該電動機為了供應(yīng)能量而耦合到車輛內(nèi)部的蓄能器(高壓電池組)上。

電機的電動機傳統(tǒng)上包括相對于定子能旋轉(zhuǎn)地安置的轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子借助于旋轉(zhuǎn)磁場來驅(qū)動。為了產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，給定子的線圈(相繞組、定子繞組)加載相對應(yīng)的交變電流(交變電壓)作為電機電流，該交變電流由蓄能器的直流電壓或直流電壓(輸入電流)借助于整流器來轉(zhuǎn)換。

一方面，這種整流器適合于并且被設(shè)立為：作為逆變器(Inverter)在電機的正常運行時將蓄能器的輸入電流轉(zhuǎn)換成電機電流。另一方面，整流器通常適合于并且被設(shè)立為：在發(fā)電或復(fù)原運行時作為整流器將電動機的所產(chǎn)生的電機電流轉(zhuǎn)換成直流電流(反饋電流)，用于饋入到蓄能器中。

為了該目的，整流器具有與中間電路電容器耦合的橋式電路(中間電路、換向環(huán))。橋式電路包括多個與帶半導(dǎo)體開關(guān)的橋式模塊(半橋、功率模塊、換向單元)的數(shù)目相對應(yīng)的(電機)相，所述半導(dǎo)體開關(guān)接在整流器的去線與回線之間。

為了激勵橋式模塊的半導(dǎo)體開關(guān)，通常設(shè)置驅(qū)動電路，所述驅(qū)動電路根據(jù)控制器(電機控制裝置)的信號產(chǎn)生經(jīng)脈沖寬度調(diào)制的控制信號(PWM信號)。這些控制信號被引導(dǎo)到相應(yīng)的半導(dǎo)體開關(guān)的控制連接端上，該半導(dǎo)體開關(guān)因此在導(dǎo)通(接通)狀態(tài)與不導(dǎo)通(關(guān)斷、截止)狀態(tài)之間時控地被切換。在運行時，例如被實施為IGBT(絕緣柵場效應(yīng)晶體管(insulated gate bipolar transistor))的半導(dǎo)體開關(guān)通過它們的相應(yīng)的柵極連接端利用控制信號時控地被切換，由此結(jié)果是所要切換的集電極或負載電流被轉(zhuǎn)換成用于驅(qū)動轉(zhuǎn)子的交變電流。

這種整流器的電損耗功率基本上通過橋式模塊或其半導(dǎo)體開關(guān)的導(dǎo)通和開關(guān)損耗來確定。在這種情況下，通過控制信號來表征的(柵極)激勵方法顯著影響出現(xiàn)的損耗功率的大小并且因此影響整流器的效率。半導(dǎo)體開關(guān)通常具有比較慢的關(guān)斷速度，這意味著在從導(dǎo)通到不導(dǎo)通狀態(tài)的關(guān)斷過程時的長的(關(guān)斷)時長。這在運行時造成在半導(dǎo)體開關(guān)的(切換)開關(guān)過程期間電損耗的不符合期望地高的份額。

在這種關(guān)斷過程中，在導(dǎo)通狀態(tài)下流經(jīng)半導(dǎo)體開關(guān)的所要切換的集電極或負載電流被減小，直至該集電極或負載電流基本上關(guān)斷。在這種情況下，關(guān)斷速度基本上通過負載電流的由此產(chǎn)生的電流沿的斜率來限定，利用該斜率來確定關(guān)斷過程的時長。該關(guān)斷速度能借助于用于(柵極)激勵半導(dǎo)體開關(guān)的控制信號來調(diào)整或控制和/或調(diào)節(jié)。