用于电驱动的空载时间补偿法制造技术

本发明专利技术涉及用于电驱动的空载时间补偿法。当插入空载时间周期防止贯通故障时，提供用于补偿相位臂反相器的电压输出偏离的方法和设备。该方法包括为到反相器的输入信号确定脉冲宽度以便反相器电压输出为期望的量。该脉冲宽度以两个载波信号中的非反相或反相脉冲序列以及通过反相器的电流的极性为基础。当电流为正时适当的脉冲宽度量被增加到输入信号，并且当电流为负时适当的脉冲宽度量被从输入信号减去。根据载波信号序列是从非反相信号转换到反相信号还是从反相信号转换到非反相信号分别将额外的脉冲宽度量增加到输入信号或从输入信号减去。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术通常涉及半导体装置，并且更具体的说涉及相位臂(phase leg)反相器。
技术介绍
反相器(例如相位臂反相器)被用于多种电应用。例如，图1是 具有耦合到接地轨118的电压轨108的现有技术相位臂反相器100。电 压轨108通常包括与二极管U5并联耦合的开关110，并且接地轨通常 包括与二极管125并联耦合的开关120，其中二极管115和125相对于 彼此反并联。此外，电压轨108和接地轨118包括设置在它们之间的 二极管130以^使当开关110和120同时关断时正电流从地流过二极管 125 (或在接通时流过开关120)，并且负电流通过二极管115流到电 压电源(或在接通时通过开关110)。在典型相位臂反相器中，经常需要消隐周期以防止当接通开关110 或120时由开关110和120中的同时接通情形引起的相位臂的贯通故 障(shoot through failure)。消隐周期包括其中开关110和120祐: 同时关断的短时间周期，并且通常被称作"空载时间(dead time)" 周期。在空栽时间周期期间，反相器100的输出电压由流过相位臂的电 流(即，当电流分别通过二极管115或125之一流到电压轨108或接 地轨118时)的极性确定。例如，流过二极管125的电流(即正电流 (ia > 0))相对于接地轨118在节点130产生零电压。类似地，流过二 极管115的电流(即负电流(ia < O))相对于接地轨118在节点130产 生负电压。图2是示出插入空栽时间周期以防止对于非反相载波信号而言的 反相器100中的贯通故障的常规方法表示的时序图200。在图2中，线 240表示相位a调制信号并且线245表示非反相栽波信号。在由线210 ("理想脉冲210")表示的理想开关脉沖中，当载波信号245在相位 a调制函数240之下时，开关110被接通，并且当载波信号245在相位a调制函数240之上时被关断。类似地，在由线220("理想脉冲220") 表示的理想开关脉冲中，当载波信号245在相位a调制函数240之上 时，开关120被接通，并且当载波信号245在相位a调制函数240之 下时^皮关断。因为期望开关110和120不同时接通，因此普通技术提 供这样的时间周期其中开关110和120在接通开关110或120之前 都被关断。线11(V和120'均表示分别包括用于开关IIO和120的空载时间 周期的典型开关脉冲("脉冲110"和"脉冲120")。如图2中所示， 在时间t,处(即当栽波信号245从在相位a调制函数240之上变到在相 位a调制函数240之下时)，开关120被关断，正如脉冲120'(其在 理想脉冲220中被同等地表示)的下降沿所表示的。而且在时间t,处， 开关110理论上应当净皮接通(如理想脉冲210中所示)，然而> 为补 偿开关110和120被同时接通的潜在损害，开关110的接通被延迟预 先确定的时间量。延迟由时间t,之后的时间发生的脉沖110'的上升 沿表示，其引起由框260表示的空载时间周期("空栽时间260")。 此外，空载时间260使开关110净皮接通的时间周期比由理想脉冲210 表示的理想时间周期短。开关110的该较短的接通时间周期导致反相 器100输出的电压量偏离如果不插入空栽时间周期260时反相器100 将另外输出的输出电压量。同样，在时间t2处(即当载波信号245从在相位a调制函数240之 下变到在相位a调制函数240之上时)，开关110 #_关断，正如脉沖 110'(其在理想脉沖210中^L同等地表示)的下降沿所表示的。而且 在时间、处，开关120理论上应当被接通(如理想脉沖220中所示)； 然而，为补偿开关IIO和120被同时接通的潜在损害，开关120的接 通4皮延迟预先确定的时间量。延迟由时间t2之后的时间发生的脉沖 120'的上升沿表示，其引起由框265表示的空载时间周期("空载时 间265")。此外，空载时间265^f吏开关120^皮接通的时间周期比由理 想脉冲220表示的理想时间周期短。该较短的时间周期导致反相器100 输出的电压量偏离如果不插入空载时间周期265时反相器100将另外 输出的输出电压量。值得注意的是，在开关IIO和120被同时关断时，在节点130处 的电流决定反相器100输出的电压。特别地，当在节点130处的电流为负时，反相器100输出正电压。此外，当在节点130处的电流为正 时，反相器100的输出相对于接地轨为零。图3是示出插入空载时间周期以防止对于反相载波信号而言由同 时接通情形引起的反相器100的贯通故障的已知方法表示的时序图 300。在图3中，线310和320均分别表示用于开关110和120的理想 开关脉冲("理想脉沖310"和"理想脉沖320")。类似于以上所讨 论的，开关110和120不应当同时被接通，并且以防止这种事情发生， 插入这样的时间周期其中在接通开关110或120之前开关110和120 都被关断。如图3中所示，在时间t,处(即当反相载波信号345 ("载波信号 345")从在相位a调制函数240之下变到在相位a调制函数240之上 时)，开关11(M皮关断，正如脉沖110'(其在理想脉沖310中#_同等 地表示)的下降沿所表示的。在时间t,处，开关120理论上应当被接 通(如理想脉冲320中所示)；然而，为补偿开关UO和120被同时 接通的潜在损害，开关120的接通操作被延迟预先确定的时间量。延 迟由时间t,之后的时间发生的脉沖120'的上升沿表示，其引起由框 365表示的空栽时间周期("空栽时间365")。此外，空栽时间365 使开关120被接通的时间周期比由理想脉冲320表示的理想时间周期 短。该较短的时间周期导致反相器100输出的电压量偏离如果不插入 空载时间周期365时反相器IOO将另外输出的输出电压量。同样，在时间"处(即当载波信号345从在相位a调制函数240之 上变到在相位a调制函数240之下时)，开关120被关断，正如脉冲 120'(其在理想脉冲320中被同等地表示)的下降沿所表示的。在时 间1:2处，开关IIO理论上应当被接通(如理想脉冲310中所示)；然 而，为补偿开关110和12(M皮同时接通的潜在损害，开关110的接通 4皮延迟预先确定的时间量。延迟由时间t2之后的时间发生的脉冲110' 的上升沿表示，其引起由框360表示的空载时间周期("空载时间360")。 此外，空栽时间360使开关110被接通的时间周期比由理想脉沖310 表示的理想时间周期短。该较短的时间周期导致反相器IOO输出的电 压量偏离如果不插入空栽时间周期360时反相器100将另外输出的输 出电压量。类似于参考图2讨论的非反相信号，在开关110和120被同时关断时，在节点130处的电流决定反相器100输出的电压。特别地，当 在节点130处的电流为负时，反相器100输出正电压。此外，当在节 点130处的电流为正时，反相器100的输出相对于接地轨为零。图4是示出当利用方法200防止贯通故障时对于非反相载波信号 245而言反相器100的电压输出表示的时序图400。如所示，理想区域 410表示理想反相器(即不需要空载时间周本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于补偿反相器中的空载时间的方法，该反相器包括第一开关和第二开关以及设置在该第一开关和该第二开关之间的节点，该方法包括以下步骤：（ａ）在接通第一开关和第二开关之前插入空载时间周期；（ｂ）为反相器预先确定单位为伏.秒的输出的量；（ｃ）为反相器确定包括脉冲宽度的输入信号，其中所述输出以脉冲宽度为基础，并且该脉冲宽度以下述为基础：包括第一脉冲序列的第一载波信号，包括第二脉冲序列的第二载波信号，其中第一脉冲序列和第二脉冲序列均是非反相脉冲序列和反相脉冲序列之一，以及在节点处的电流极性，其中该极性是正和负之一；（ｄ）当电流极性为正时增加第一脉冲宽度量到输入信号；（ｅ）当电流极性为负时从输入信号减去第二脉冲宽度量；并且（ｆ）确定需要第二脉冲宽度量增加到输入信号还是从输入信号减去。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：BA维尔奇科，S希蒂，SE舒尔茨，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]