用于对多逆变器功率变换器的控制的装置及方法制造方法及图纸

控制装置包括控制逻辑电路，控制逻辑电路配置成生成用于对并联耦合的至少两个逆变器（例如，三相逆变器）进行控制的控制信号。控制逻辑电路配置成对存在于逆变器的共用负载端子中的输出电流进行采样，并且，将所采样的电流与所生成的电流参考比较。可以按固定的速率对输出电流进行采样和/或生成电流参考。相对于电流参考周围的滞环死区，对所采样的电流与电流参考之间的误差进行评估。基于（i）对于逆变器中的所选择的一个的所检索的调制器输出值以及（ii）如相对于滞环死区所评估的误差来生成控制信号。控制逻辑电路可以实现第一及第二计数器，用于对电流参考生成进行协调、对输出电流进行采样、对调制器输出值进行检索等。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求2014年6月20日提交的的美国临时申请序列号62/014907的权益，据此将该申请通过引用全部合并。专利
本专利技术的实施例一般涉及功率变换器。其他实施例涉及对合并多个离散的逆变器的功率变换器的控制。专利技术背景固态功率变换器往往用来将高电压电流从发电机或交流发电机提供给诸如车辆马达的电气负载。这类功率变换器包括用来使电流换向的半导体功率开关并且，还可以包括电容元件和/或电感元件，其用来帮助调整电压。将领会，功率变换器还能够在许多其他设置中使用。通常，通过经由对应的栅极驱动单元而将两个不同的栅极电压电平交替地应用于个别的半导体功率开关来操作功率变换器。一个（较高的）栅极电压对开关进行正向偏压或驱动，然而，另一个（较低的或反向）栅极电压将开关关闭。然而，在半导体功率开关能够传导多少电流中限制半导体功率开关。当被正向偏压时，每个功率开关以跨开关的相对小的电压下降在正向上传导相当大的电流。尽管跨正向偏压的功率开关的相对低的电压，仍能够发生电阻加热。结果，对于大的电气负载，能够有必要操作具有并联连接的多个开关的功率变换器。这种并联的功率变换器往往将以模块布置，每个模块本质上是逆变器。然后，由控制系统对模块化逆变器进行协调。虽然耐久性是半导体开关设计中的考虑因素，但电气设计约束引起(entail)半导体功率开关的各种层由具有不同的热性质(具体地，不同的热膨胀系数)的材料制作。因此，随着时间的推移，热应力能够潜在导致分层、端子的脱粘或疲劳开裂。热应力还能够导致诸如电流细丝(currentfilamenting)和柯肯德尔空洞形成的电化学失效。通过将加热/冷却循环维持于定义成不管连续的开启/关闭循环，都使温度波动最小化的设计包络内来能够致使热应力效应更可预测，并且，能够使热应力效应缓解。通常，开关电连接点分成多个端子，以允许高电流。这个的示例是大的电流负载的功率变换器由并联连接的多个逆变器（多逆变器功率变换器或“多变换器”）构造时。多变换器呈现已知的混乱系统，其中，与并联的逆变器的同步切换的小的偏差能够引起电气性能和电流流量中的大的波动。实际上，同步呈现对使用并联的设备的一个关键的挑战-即使几微秒的时间选择偏移也能够造成电路的部分中的显著地过量的电流流量，并且能够驱动组件失效。鉴于上文，可期望改进多变换器中的多个逆变器中的切换的同步，以便使非预期的电路振荡缓解。
技术实现思路
在实施例中，控制装置（例如，用于对多逆变器功率变换器进行控制）包括支撑结构（例如，电路板和/或壳体）、附接到支撑结构的控制逻辑电路（例如，FPGA和/或处理器）以及附接到支撑结构的控制输出端子。控制逻辑电路配置成生成用于对并联耦合的至少两个逆变器进行控制的控制信号,该控制信号用于通过控制输出端子的输出。支撑结构可作为单个单元从至少两个逆变器附接到的机架可移除地拆卸，支撑结构包括控制逻辑电路和附接于此的控制输出端子。以这种方式，根据本专利技术的方面，共用控制装置（即，单卡片控制器）配置成对多个并联连接的逆变器进行控制。在另一实施例中，控制装置（例如，用于对多逆变器功率变换器进行控制）包括支撑结构（例如，电路板和/或壳体）、附接到支撑结构的控制逻辑电路（例如，FPGA和/或处理器）以及附接到支撑结构的控制输出端子。控制逻辑电路配置成生成用于对并联耦合的至少两个逆变器的相应的多个半导体开关进行控制的控制信号,该控制信号用于通过控制输出端子的输出。至少两个逆变器的输出与至少一个共用负载端子连接。控制逻辑电路配置成以固定的采样率生成分别存在于至少一个共用负载端子中的至少一个输出电流的至少一个所采样的输出电流。控制逻辑电路配置成,至少部分地基于至少一个所采样的输出电流与至少一个参考电流值的比较而生成控制信号。至少一个参考电流值可以按固定的采样率生成，并且，根据本专利技术的方面，以固定的采样率生成（创建和/或更新）参考和所采样的输出电流允许对逆变器切换频率的控制。例如，这可以促进多个并联连接的高功率逆变器的单个控制器控制。附图说明从参考附图而阅读下面的非限制性的实施例的描述，将更好地理解本专利技术，其中，以下：图1示出根据本专利技术的实施例的多变换器及相关联的控制器或控制装置；图2示出根据另一实施例的具有控制器和栅极驱动单元的多变换器；图3示出根据本专利技术的方面的多变换器控制系统；图4是根据实施例的控制装置的示意图；图5是车辆中的适当的位置的控制装置的实施例的示意图；并且，图6是根据另一实施例的控制装置的示意图。具体实施方式在下文，将详细地参考本专利技术的示范性的实施例，在附图中图示这些实施例的示例。在任何可能的情况下，在附图通篇中使用的相同的参考字符指相同或相似的部分，而不重复地描述。虽然相对于多变换器而描述本专利技术的示范性的实施例，但本专利技术的实施例通常还可应用于在使并联的半导体开关同步中的使用。图1示出多变换器100，多变换器100包括多个三相逆变器101、102、103（共同地称为“101等”）。在其他实施例中，多变换器100能够包括附加的逆变器，其在配置上不需要为三相的。每个逆变器包括多个相腿110，并且，每个相腿包括高相位半导体开关112，高相位半导体开关112在DC+（正DC电源）轨116与负载端子A、B或C之间连接。每个相腿110还包括低相位开关114，在负载端子A、B或C与DC-（负/接地DC电源）轨118之间，低相位开关114与高相位开关串联连接。多变换器100由集成控制器120控制，集成控制器120将驱动电压发送至若干开关112、114的栅极端子122，以便使DC+和DC-电压换向至负载端子A、B以及C。例如，在三相逆变器中，如所示，可以交替地切换相腿，以便将DC功率转换成三相AC功率，例如，三个腿的输出可以是彼此相移120度的AC波形。逆变器101等并联连接，意味着相腿的输出与共用的三个负载端子A、B、C连接，而不是各自与单独的负载连接。集成控制器120感测负载端子电流Ia、Ib、Ic，并且，调整驱动电压的时间选择，以便以在下文中参考图3中所示出的多变换器控制系统而进一步讨论的方式，使各种开关112、114同步，并且，将负载端子电流维持于预期的参考值。图2示出不同的多变换器200，多变换器200包括多个三相逆变器202、204，三相逆变器202、204由中央控制器210驱动，中央控制器210对栅极驱动单元（“GDU”）220进行调制。每个逆变器202或204包括多个相腿110，并且，每个栅极驱动单元220将驱动电压发送至其相应的开关112或114的栅极端子122。根据如在下文中参考图3而进一步讨论的多变换器控制系统300，中央控制器210感测负载端子电流Ia、Ib、Ic，并且，对栅极驱动单元220进行调制，以便将负载端子电流维持于预期的参考值或接近预期的参考值。如应当领会的，然而，图1的实施例包括三个并联的三相逆变器，图2的实施例包括两个并联的三相逆变器。在实施例中，如图3中所示出的，多变换器控制系统300包括监控模块310，监控模块310生成主计数器TC和辅助计数器STC。主计数器TC是在实现监控模块310的处理器的时钟时间步触发的快速计数器。即，监控模块可以包括处理器，其中根据处理器的时钟而触发快速计数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制装置，包含：支撑结构；控制逻辑电路，附接到所述支撑结构；以及控制输出端子，附接到所述支撑结构；其中，所述控制逻辑电路配置成生成用于对并联耦合的至少两个逆变器进行控制的控制信号,所述控制信号用于通过所述控制输出端子的输出；以及其中，所述支撑结构可作为单个单元从所述至少两个逆变器附接到的机架可移除地拆卸，所述支撑结构包括所述控制逻辑电路和附接于此的控制输出端子。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.20 US 62/0149071.一种控制装置，包含：支撑结构；控制逻辑电路，附接到所述支撑结构；以及控制输出端子，附接到所述支撑结构；其中，所述控制逻辑电路配置成生成用于对并联耦合的至少两个逆变器进行控制的控制信号,所述控制信号用于通过所述控制输出端子的输出；以及其中，所述支撑结构可作为单个单元从所述至少两个逆变器附接到的机架可移除地拆卸，所述支撑结构包括所述控制逻辑电路和附接于此的控制输出端子。2.如权利要求1所述的装置，其中，所述控制逻辑电路配置成生成用于对所述至少两个逆变器的相应的多个半导体开关进行控制的所述控制信号，所述至少两个逆变器中的每个具有至少10kW的输出功率。3.如权利要求2所述的装置，其中，所述控制逻辑电路配置成生成用于对所述至少两个逆变器进行控制的所述控制信号，所述至少两个逆变器中的每个包含相应的三相逆变器，所述至少两个逆变器跨DC母线而并联连接并且与三个共用负载端子并联连接。4.如权利要求2所述的装置，其中，所述半导体开关中的至少多个是SiC开关。5.如权利要求1所述的装置，其中，所述控制逻辑电路包含处理器或FPGA中的至少一个。6.如权利要求1所述的装置，其中，所述支撑结构包含可从所述机架的卡片槽可移除地拆卸的卡片，所述机架安置于车辆中。7.如权利要求1所述的装置，其中：所述控制逻辑电路配置成生成作为点火模式的所述控制信号，其用于对所述至少两个逆变器的相应的多个半导体开关进行控制，所述至少两个逆变器的输出端与至少一个共用负载端子连接；所述控制逻辑电路配置成以某采样率生成分别存在于所述至少一个共用负载端子中的至少一个输出电流的至少一个所采样的输出电流；以及所述控制逻辑电路配置成至少部分地基于所述至少一个所采样的输出电流与至少一个参考电流值的比较而生成所述点火模式。8.如权利要求7所述的装置，其中，所述至少两个逆变器中的每个包含相应的三相逆变器，所述逆变器跨DC母线并联连接，并且，所述至少一个共用负载端子包含三个共用负载端子。9.如权利要求7所述的装置，其中，所述采样率是固定的采样率，并且，所述控制逻辑电路配置成以所述固定的采样率生成所述至少一个参考电流值。10.如权利要求9所述的装置，其中，所述固定的采样率基于所述控制逻辑电路的至少一个计数器输出。11.如权利要求10所述的装置，其中，所述控制逻辑电路配置成进一步基于如下而生成所述点火模式:所述至少一个所采样的输出电流与所述至少一个参考电流值之间的差异是否跨越一个或多个滞环死区;以及从存储器检索的一个或多个调制器输出值。12.如权利要求11所述的装置，其中，所述控制逻辑电路配置成基于所述至少一个计数器输出中的至少一个，检索所述一个或多个调制器输出值。13.一种控制装置，包含：支撑结构；控制逻辑电...

【专利技术属性】
技术研发人员：E尼科洛夫，JR齐默曼，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US