[發明專利]一種抑制電動汽車功率模塊電磁干擾的驅動信號調制方法

有效

• 申請號: 202010928143.4
• 申請日: 2020-09-07
• 公開（公告）號: CN112072909B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 陳勇;潘堯杰;陳章勇;李猛
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H02M1/44
• 分類號: H02M1/44;H02M1/08;H02M1/084;B60R16/02
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

本發明公開了一種抑制電動汽車功率模塊電磁干擾的驅動信號調制方法，減少電機電流諧波與尖峰，確保系統的穩定性。主要包括如下步驟：1)確定單個周期中的脈寬電壓和序列時間；2)計算該周期內的紋波電流；3)計算代價函數最優值；4)計算取函數最優值時的載波頻率；5)生成新一周期的驅動信號。本發明能有效解決逆變器模塊高速開關從而產生EMI難以抑制的問題，從根本上減少電流尖峰，極大程度上抑制電動汽車EMI的產生。

技術領域

本發明屬于電機系統電磁兼容技術領域，更為具體地講，涉及一種抑制電動汽車功率模塊電磁干擾(EMI)的驅動信號調制方法。

背景技術

隨著電力電子技術與電機控制技術的發展，電動汽車因其能源利用率高，環境友好等特點得到迅猛的發展。大量電子設備在電動汽車中使用，已占電動汽車成本的百分之三十。

電磁干擾現象普遍存在于電子設備當中，其會增加系統的不穩定性和系統損耗，極大威脅了電動汽車的使用安全。因此，對電動汽車電磁兼容問題的研究愈發引起重視，對電動汽車中產生電磁干擾的重要源頭即功率模塊逆變器產生的傳導EMI抑制更是尤為關鍵。然而大多數抑制傳導EMI的方法主要以濾波

由于逆變器產生EMI的主要原因是其工作時器件的高速開關動作產生的電壓電流尖峰，所以從功率器件開關信號直接入手成為了解決功率器件EMI問題一個全新的思路。其中，又以對隨機脈寬調制(RPWM)方法和可變開關頻率調制(VSFPWM)方法的研究較為深入。

然而RPWM方法由于其電流紋波的隨機性和不穩定性導致難以直接對抑制算法進行設計，而一般的VSFPWM方法只能在所要求的條件下減小EMI，電流仍存在較多紋波信號。綜上所述，若要滿足更高的EMC要求，功率器件開關信號的產生依舊需要更加先進的調制方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種新的可以抑制電動汽車功率模塊EMI的驅動信號調制方法，克服背景技術中提到的不足。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種抑制電動汽車功率模塊EMI的驅動信號調制方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1.確定單個周期中逆變器輸出極的矩形脈沖寬度電壓和七個分段開關序列的持續時間；

步驟2.根據公式計算該周期內的紋波電流；

步驟3.通過數學模型計算出取代價函數最優值時的載波頻率；

步驟4.實時更新載波頻率；

步驟5.通過將三相參考電壓與計算出的載波進行比較來生成開關驅動信號。

所述抑制電動汽車功率模塊EMI的驅動信號調制方法，其特征在于：通過上一周期得出的驅動信號計算出三相逆變器各開關在當前周期中的空間矢量及持續時間，并計算出逆變器輸出極的輸出電壓。

所述計算紋波電流的基本思路是利用各工作狀態下逆變器的戴維南等效電路可以算出各時刻電流紋波斜率。

所述通過數學模型計算出取代價函數最優值時的載波頻率為：先計算出互補電壓矢量產生的紋波電流峰值x和y，再計算出各工作矢量V₀,V₁,V₂的紋波均方根值，最后通過尋求代價函數最優得到下一輪的載波頻率。

所述更新頻率為代價函數尋優中求得使代價函數Q函數最小的T_s值，并將其返回到載波生成模塊實時更新。

所述為將新生成的載波與調制波進行比較，生成新一周期的開關驅動信號。

本發明的目的是這樣實現的。