用于汽车可变电压转换器的栅极控制电路制造技术

本公开提供“用于汽车可变电压转换器的栅极控制电路”。

【技术实现步骤摘要】
用于汽车可变电压转换器的栅极控制电路


[0001]本公开涉及汽车电力系统
。

技术介绍

[0002]机动车辆可以包括用于生成推进动力的电机和用于为电机提供能量和从电机接收能量的牵引电池
。
各种电力电子电路通常设置在电机与牵引电池之间
。

技术实现思路

[0003]一种可变电压转换器包括一对串联连接的开关和电路，所述电路包括另一个开关和光耦合器，光耦合器响应于通过所述串联连接的开关中的至少一个的电流变化超过预定义阈值而激活
。
所述光耦合器的激活使所述另一个开关导通并减小所述串联连接的开关中的所述至少一个的栅极电压以减小通过所述串联连接的开关中的所述至少一个的所述电流变化
。
[0004]一种方法包括：响应于通过一对串联连接的开关中的一个的电流变化超过预定义阈值，激活光耦合器以使另一个开关导通并减小所述对串联连接的开关中的所述一个的栅极电压以减小通过所述对串联连接的开关中的所述一个的所述电流变化
。
[0005]一种车辆电力系统包括牵引电池
、
电机和电气地介于所述牵引电池和电机之间的功率转换器
。
所述功率转换器包括一对串联连接的开关和电路
。
所述电路包括另一个开关和光耦合器，所述光耦合器响应于通过所述串联连接的开关中的一个的电流变化超过预定义阈值而激活
。
所述光耦合器的激活使所述另一个开关导通并减小所述串联连接的开关中的所述一个的栅极电压以减小通过所述串联连接的开关中的所述一个的所述电流变化
。
附图说明
[0006]图1是汽车电驱动系统的示意图
。
[0007]图
2A
至图
2C
是用于载波信号
、
调制信号和栅极信号的迹线
。
[0008]图3是场效应晶体管栅极控制电路的示意图
。
[0009]图
4A
至图
4F
是与图1的可变电压转换器的各种电压和电流相关联的迹线
。
[0010]图
5A
至图
5F
是与利用图3的栅极控制电路的可变电压转换器的各种电压和电流相关联的迹线
。
[0011]图
6A
至图
6F
是与利用图3的栅极控制电路的可变电压转换器的各种电压和电流相关联的迹线
。
具体实施方式
[0012]本文描述了实施例
。
然而，应当理解，所公开的实施例仅是示例并且其他实施例可采用各种和替代的形式
。
附图不一定按比例绘制
。
一些特征可被放大或最小化以示出特定部件的细节
。
因此，本文所公开的具体结构细节和功能细节不应被解释为是限制性的，而是
仅仅作为用于教导本领域技术人员的代表性基础
。
[0013]参考任一附图示出和描述的各种特征可以与一个或多个其他附图中示出的特征相结合，以产生没有明确示出或描述的实施例
。
示出的特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例
。
然而，对于特定的应用或实施方式，可能期望与本公开的教导一致的对特征的各种组合和修改
。
[0014]图1示出了用于混合动力电动车辆
(HEV)
的电驱动
(e
驱动
)
系统
10。
其包括牵引电池
12、
可变电压转换器
(VVC)14、
与牵引电池
12
和
VVC 14
并联并且电气地介于其之间的电容器
16、
逆变器
18、20、
与
VVC 14
和逆变器
18、20
中的每一个并联并且电气地介于其之间的电容器
22、
与逆变器
18
电连接的牵引马达
24
以及与逆变器
20
电连接的发电机
26。VVC 14
包括全部共享公共节点的一对串联连接的场效应晶体管
(FET)28、30(
例如，绝缘栅双极晶体管
(IGBT))
和电感器
32。
类似地，逆变器
18、20
各自包括三对这样的
FET 34
‑
36、38
‑
40、42
‑
44、46
‑
48、50
‑
52、54
‑
56。
一个或多个控制器
59
与先前提及的元件通信
/
对其施加控制
。
[0015]VVC 14
和逆变器
18
可以通过控制对应的
FET 28、30、34、36、38、40、42、44
来操作，以将电力从牵引电池
12
传递到牵引马达
24。
同样地，
VVC 14
和逆变器
20
可以通过控制对应的
FET 28、30、46、48、50、52、54、56
来操作，以将电力从发电机
26
传递到牵引电池
12。
[0016]为了不具有其中多对
FET
中的一对同时导通的情况，将在其间该对
FET
中的两个
FET
都关断的暂停时间
(
例如，小间隔
)
引入对
VVC 14
和逆变器
18、20
的标准脉冲宽度调制
(PWM)
控制中
。
然而，这种消隐时间可能导致逆变器
18、20
中的输出波形失真和基波电压损耗，特别是当输出电压较低时
。
对于
VVC 14
而言，暂停时间可能会引入其他问题，如下面所解释的
。
[0017]PWM
方法用于控制
VVC 14。
如图
2A
至图
2C
所示，调制信号与载波进行比较以生成用于
FET 28、30
的栅极信号
S1和
S2。
可以引入暂停时间
T
d
以不具有其中
FET 28、30
同时导通的情况
。
因此，用于控制
FET 28、30
的最终栅极信号是
S1'
和
S2'。
然而，插入的暂停时间可能会影响
VVC 14
的性能
。
[0018]当牵引电池
12
放电时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种可变电压转换器，其包括：一对串联连接的开关；以及电路，所述电路包括另一个开关和光耦合器，所述光耦合器被配置为响应于通过所述串联连接的开关中的至少一个的电流变化超过预定义阈值而激活，其中所述光耦合器的激活使所述另一个开关导通并减小所述串联连接的开关中的所述至少一个的栅极电压以减小通过所述串联连接的开关中的所述至少一个的所述电流变化
。2.
如权利要求1所述的可变电压转换器，其中所述电路被配置为电连接所述串联连接的开关中的所述至少一个的端子和栅极
。3.
如权利要求2所述的可变电压转换器，其中所述电路被配置为通过所述另一个开关电连接所述端子和所述栅极
。4.
如权利要求1所述的可变电压转换器，其中所述电路的节点电连接在所述开关中的至少一个的栅极和驱动器之间
。5.
如权利要求1所述的可变电压转换器，其中所述串联连接的开关是绝缘栅双极晶体管
。6.
如权利要求1所述的可变电压转换器，其中所述另一个开关是金属氧化物半导体场效应晶体管
。7.
一种方法，其包括：响应于通过一对串联连接的开关中的一个的电流变化超过预定义阈值，激活光耦合器以使另一个开关导通并减小所述对串联连接的开关中的所述一个的栅极电压以减小通过所述对串联连接的开关中的所述一个的所述电流变化
。8.
如权利要求7所述的方法，其还包括电连接所述对串联连接的开关中的所述一个的...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛宝明，陈礼华，塞尔达，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：