用于操控逆变器中的功率半导体的方法技术

一种借助控制脉冲调制的微处理器操控逆变器中的功率半导体的方法，包括步骤：i从限定的数字空间中创建、计算和/或选择数值作为第一因数；ii通过将第一因数与基本开关功率值相乘，计算时钟频率A；iii在经过数量X个时钟周期后或在经过具有之前计算的时钟频率A的特定时间段T后，通过将从限定的数字空间中新创建、计算和/或选择的数值作为新的因数与基本开关功率相乘，计算新的时钟频率A；iv多次重复步骤iii，在经过数量X个时钟周期后，或在经过分别具有之前计算的时钟频率的特定的时间段T后，通过将基本开关频率与分别新创建/计算和/或选择的数值相乘，计算新的时钟频率。本发明专利技术用于改进电磁兼容性且尤其能用在机动车的电制冷剂压缩机中。

【技术实现步骤摘要】
用于操控逆变器中的功率半导体的方法
本专利技术涉及一种用于操控逆变器中的功率半导体的方法。本专利技术用于改进电磁兼容性(EMC)并且尤其能够在机动车的电的制冷剂压缩机中使用。
技术介绍
在机动车的电的制冷剂压缩机中，借助于变流器产生多相的、通常三相的旋转场，所述变流器也称作为逆变器。这通过如下方式执行：从电池直流电压(DC)中经由周期性地切换逆变器中的功率半导体，在电机电感上施加类似正弦或正弦的电流。现有技术是，借助恒定的时钟频率操控功率半导体。根据功率等级，对此选择在5kHz至30kHz之间的频率。电流强度和电机转速的调控通过借助于脉宽调制来控制各个功率半导体的接通时间来实现。脉宽调制(PWM)通常表示如下调制类型，在所述调制类型中，技术变量，例如电压在两个数值之间变换，并且占空比，意即在一个时间周期中的接通时间的时间上的持续时间(周期持续时间)能够在所述数值之间变换。功率半导体的切换借助周期持续时间的倒数产生干扰。所述频率能够称作为基波。同样地，功率半导体的切换对谐波产生干扰，所述谐波是基波频率的数倍，进而对电磁兼容性具有显著的影响。电磁兼容性(EMC)表示技术设备不会由于不期望的电效应或电磁效应干扰其他设备或受到其他设备干扰的能力。
技术实现思路
本专利技术所基于的目的在于，减少在操控逆变器中的功率半导体时出现的EMC干扰。本专利技术的目的通过用于借助于控制脉宽调制(PWM)的微处理器来操控逆变器中的功率半导体的方法来实现。改进方案在实施例中给出。根据本专利技术的用于操控逆变器中的功率半导体的方法借助于控制脉宽调制(PWM)的微处理器来进行，其中所述方法包括如下步骤：i从限定的数字空间中创建、计算和/或选择数值作为第一因数，所述数字空间优选为从0.1至1、尤其优选在0.3和1之间；ii通过将第一因数与基本开关频率的值相乘，计算脉宽调制的时钟频率A；iii在经过数量X个PWM-时钟周期之后，或者在经过具有之前计算的时钟频率A的特定的时间段T之后，通过将从限定的数字空间中新创建、计算和/或选择的数值作为新的因数与基本开关频率相乘，计算新的时钟频率A；iv多次重复步骤iii，其方式为：在经过数量X个时钟周期之后，或者在经过分别具有之前计算的时钟频率的特定的时间段T之后，通过将基本开关频率与分别新创建/计算和/或选择的数值相乘，计算新的时钟频率。为了实现随机的脉宽调制(PWM)，在微处理器中通过上述方法改变时钟频率，所述微处理器经由驱动电路操控功率半导体。根据本专利技术的第一实施方式，所述方法以如下步骤i-iv进行：i优选借助于随机数发生器设立查询表格，所述查询表格具有限定的数字空间中的数量Y个随机数，所述随机数在限定的数字空间之内的概率密度对应于高斯分布或均匀分布，并且选择所述表格的第一随机数作为第一因数；ii通过将基本开关频率的值与第一因数相乘，计算脉宽调制的时钟频率A；iii在经过数量X个时钟周期之后，或者在经过具有之前计算的时钟频率A的特定的时间段T之后，通过将所述表格中的下一随机数与基本开关频率的值相乘，计算新的时钟频率A；iv多次重复步骤iii，其中在经过数量X个时钟周期之后，或者在经过分别具有之前计算的时钟频率的特定的时间段T之后，通过将基本开关频率的值与在所述表格中分别后续的随机数的值相乘，计算新的时钟频率，直至所述表格的结尾。根据该实施方式的一个有利的改进方案，在达到表格的结尾之后，重复步骤ii至iv。这就是说，在表格从开头到结尾遍历之后，在使用最后的随机数之后，再次跳跃到表格的开头。根据本专利技术的第二实施方式，方法以如下步骤i-iv进行：i分别在微处理器的运行时间期间，经由数学公式计算在限定的数字空间中受限的数列R，并且计算数列R的第一元素，或者借助于在微处理器中实现的随机数发生器产生随机数；ii通过将基本开关频率的值与数列R中的计算出的第一元素或所产生的第一随机数相乘，计算脉宽调制的时钟频率A；iii在经过数量X个时钟周期之后，或者在经过具有之前计算的时钟频率A的特定的时间段T之后，通过将基本开关频率的值与数列R中的计算出的下一元素或所产生的下一随机数的值，计算新的时钟频率A；iv多次重复步骤iii，其中在经过数量X个时钟周期之后，或者在经过分别具有之前计算的时钟频率的特定的时间段T之后，通过将基本开关频率的值与数列R的各个新的元素或新的随机数的值相乘，计算新的时钟频率。优选地，数学公式包含一个或多个非线性的函数，例如SIN、COS和/或TAN和/或其反函数ARCSIN、ARCCOS、和/或ARCTAN和/或log和/或e。数列R和/或其元素或随机数的计算优选要么在单独的单元中进行、要么在控制脉宽调制的微处理器中进行。尤其优选的是，借助于外部的输入变量计算数列和/或其元素或随机数。作为用于计算数列和/或其数值或随机数的输入变量，能够使用随机过程，优选噪声，如例如电阻噪声或散粒噪声，或者使用温度变化曲线。但是计算也能够在没有外部的输入变量的情况下进行。将随机数发生器通常理解为如下方法，所述方法产生一系列随机数。原则上在非确定性的和确定性的随机数发生器之间进行区分。尤其物理随机数发生器属于非确定性的随机数生成器，意即在相同的初始条件下提供不同值的随机数发生器，所述物理的随机数发生器利用物理过程，以产生随机数，所述物理过程例如为热阻噪声。确定性的随机数生成器产生伪随机数，进而通常称作为伪随机数发生器。由所谓的伪随机数构成的数列由计算机明显更简单地产生并且实际上可用于所有更高级的编程语言。作为源例如适合的是MS-ExcelTM、MATLABTM和LinuxTM内核的软件。根据本专利技术的第三实施方式，所述方法以如下步骤i-iv进行：i借助于随机振荡器产生用于计算电子电路中的时钟频率的随机的输入变量，使得在任意时刻在限定的数字范围中的随机数待用，ii通过在第一时刻将基本开关频率的值与随机数的值相乘，计算时钟频率A；iii在经过数量X个时钟周期之后，或者在经过具有之前计算的时钟频率A的特定的时间段T之后，通过将基本开关频率的值与在该时刻待用的随机数的值相乘，计算新的时钟频率A；iv多次重复步骤iii，其中在经过数量X个时钟周期之后，或者在经过分别具有在之前计算的时钟频率的特定的时间段T之后，通过将基本开关频率的值与在该时刻分别存在的新的随机数的值相乘，计算新的时钟频率。随机的输入变量能够再次通过对随机的物理过程、例如电阻噪声或散粒噪声进行处理来产生。按照根据本专利技术的方法的一个尤其有利的设计方案，将作为干扰频率已知或识别的特定的时钟频率清除或立即中断，其中重新计算时钟频率。将清除在本文中理解成，不能计算/调用/生成各个特殊的时钟频率。这例如在如下情况下是有利的：要隐去的频率或其谐波会引起系统、例如车辆的过强的干扰。采用车辆中的由频率为50kHz的干扰而引发故障的部件作为实例。PWM时钟频率的为16.6kHz的三次谐波刚好对应于50kHz的所述频率。为了避免故障，现在能够将引起16.6kHz的时钟频率的值从查询表格中移除。本专利技术的优点在于，通过上述随机地或近似随机地选择逆变器的时钟频率来平滑干扰频谱。虽然干扰频谱的功率密度保持不变，但是干扰谐波的数量和复杂程度明显降低。通过所述措施，能够降低对逆变器的要物理构建的EM本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于借助于控制脉宽调制(PWM)的微处理器来操控逆变器中的功率半导体的方法，其中所述方法包括如下步骤：i从限定的数字空间中创建、计算和/或选择数值作为第一因数；ii通过将所述第一因数与基本开关频率的值相乘，计算所述脉宽调制(PWM)的时钟频率A；iii在经过数量X个时钟周期之后，或者在经过具有之前计算的时钟频率A的特定的时间段T之后，通过将从限定的所述数字空间中新创建、计算和/或选择的数值作为新的因数与所述基本开关频率相乘，计算新的时钟频率A；iv多次重复步骤iii，其方式为：在经过数量X个时钟周期之后，或者在经过分别具有之前计算的时钟频率的特定的时间段T之后，通过将所述基本开关频率与分别新创建/计算和/或选择的数值相乘，计算新的时钟频率。

【技术特征摘要】
2017.06.29 DE 102017114526.51.一种用于借助于控制脉宽调制(PWM)的微处理器来操控逆变器中的功率半导体的方法，其中所述方法包括如下步骤：i从限定的数字空间中创建、计算和/或选择数值作为第一因数；ii通过将所述第一因数与基本开关频率的值相乘，计算所述脉宽调制(PWM)的时钟频率A；iii在经过数量X个时钟周期之后，或者在经过具有之前计算的时钟频率A的特定的时间段T之后，通过将从限定的所述数字空间中新创建、计算和/或选择的数值作为新的因数与所述基本开关频率相乘，计算新的时钟频率A；iv多次重复步骤iii，其方式为：在经过数量X个时钟周期之后，或者在经过分别具有之前计算的时钟频率的特定的时间段T之后，通过将所述基本开关频率与分别新创建/计算和/或选择的数值相乘，计算新的时钟频率。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤i-iv如下进行：i设立表格，所述表格具有限定的数字空间中的数量Y个随机数，所述随机数在限定的数字空间之内的概率密度对应于高斯分布或均匀分布，并且选择所述表格的第一随机数作为第一因数；ii通过将所述基本开关频率的值与所述第一因数相乘，计算所述脉宽调制(PWM)的时钟频率A；iii在经过数量X个时钟周期之后，或者在经过具有之前计算的时钟频率A的特定的时间段T之后，通过将所述表格中的下一随机数与所述基本开关频率的值相乘，计算新的时钟频率A；iv多次重复步骤iii，其中在经过数量X个时钟周期之后，或者在经过分别具有之前计算的时钟频率的特定的时间段T之后，通过将所述基本开关频率的值与在所述表格中分别后续的随机数的值相乘，计算新的时钟频率，直至所述表格的结尾。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在达到所述表格的结尾之后，重复步骤ii至iv。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤i-iv如下进行：i分别在所述微处理器的运行时间期间，经由数学公式计算在限定的数字空间中受限的数列R，并且计算所述数列R的第一元素，或者借助于在所述微处理器中实现的随机数发生器产生随机数；ii通过将所述基本开关频率的值与所述数列R中的计算出的所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯特凡·韦尔克，格列戈尔·桑曾，马里奥·伦兹，
申请(专利权)人：翰昂汽车零部件有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国,KR