專利名稱：電子器件控制系統(tǒng)和方法
技術(shù)領域：
一般來說，本發(fā)明的示范實施例涉及用于控制諸如絕緣柵雙極晶體管(IGBT)逆變器之類的逆變器的系統(tǒng)和方法。此外，這類示范實施例可涉及柴油電動機車的系統(tǒng)中的激發(fā)逆變器。
背景技術(shù)：
例如，諸如機車之類的牽引車輛采用用于驅(qū)動車輛的車輪的牽引電機。在這些車輛的ー些中，電動機是交流(AC)電動機，其速度和功率通過改變供給到電動機的AC電功率的頻率和電壓來控制。通常，電功率在車輛系統(tǒng)的某個點作為DC功率來供給，并且此后轉(zhuǎn)換成受控頻率和電壓幅度的AC功率。電功率可從內(nèi)燃機所驅(qū)動的板載交流發(fā)電機來得出， 或者可從諸如第三軌或高架電纜之類的路邊電源來得到?？刂飘a(chǎn)生AC功率的逆變器的過程的低效可能不利地影響整個機車或其它車輛的效率。一般來說，需要用于控制電カ系統(tǒng)中的逆變器的激發(fā)的更有效系統(tǒng)和方法。

發(fā)明內(nèi)容
簡言之，按照本發(fā)明的示范實施例，提供一種控制方法。該方法包括采用查找表來得出多相參考波形的第一波形值數(shù)據(jù)。該示范方法還包括得出與參考波形的修改符數(shù)據(jù)對應的第二波形值數(shù)據(jù)。將調(diào)制器修改符數(shù)據(jù)加入多相參考參考波形，以便產(chǎn)生修改參考波形。示范方法還包括從修改參考波形來生成多個控制信號，并且基于控制信號來控制ー個或多個電子器件。本發(fā)明的另ー個示范實施例涉及逆變器控制系統(tǒng)。該逆變器控制系統(tǒng)包括存儲包含波形值數(shù)據(jù)的查找表的存儲介質(zhì)。該逆變器控制系統(tǒng)還包括控制電路，其適合基于波形值數(shù)據(jù)來創(chuàng)建多相參考波形和修改符數(shù)據(jù)，基于多相參考波形和修改符數(shù)據(jù)來創(chuàng)建修改的多相參考波形，并且從修改的參考波形來生成用于控制一個或多個逆變器的多個控制信號。本發(fā)明的又一個示范實施例涉及用于車輛的電カ系統(tǒng)。該示范電カ系統(tǒng)包括多個逆變器以及由逆變器來供電的多個電子器件。電カ系統(tǒng)還包括存儲包含波形值數(shù)據(jù)的查找表的存儲介質(zhì)。電カ系統(tǒng)還包括控制電路，其適合基于波形值數(shù)據(jù)來創(chuàng)建多相參考波形和修改符數(shù)據(jù)，基于多相參考波形和修改符數(shù)據(jù)來創(chuàng)建修改的參考波形，從修改的參考波形來生成多個控制信號，并且采用多個控制信號來驅(qū)動多個逆變器。


通過參照附圖閱讀以下詳細描述，將會更好地理解本發(fā)明的這些及其它特征、方面和優(yōu)點，附圖中，相似符號在附圖中通篇表示相似部件，附圖包括圖1是按照本發(fā)明的一示范實施例的、采用逆變器控制電路的柴油電動機車的框圖；圖2是按照本發(fā)明的一示范實施例的電カ系統(tǒng)的框圖；包括圖3a、圖北和圖3c的圖3是按照本發(fā)明的一示范實施例的逆變器激發(fā)模式波形發(fā)生器的框圖；包括圖4a、圖4b和圖如的圖4是按照本發(fā)明的一示范實施例的備選逆變器激發(fā)模式波形發(fā)生器的框圖；圖5是按照本發(fā)明的一示范實施例的采樣和保持塊的框圖；圖6是按照本發(fā)明的一示范實施例的備選采樣和保持塊的框圖；包括圖7a和圖7b的圖7是按照本發(fā)明的一示范實施例的載波發(fā)生塊的框圖；包括圖和圖8b的圖8是按照本發(fā)明的一示范實施例的備選載波發(fā)生塊的框圖；圖9是示出按照本發(fā)明的一示范實施例的、將激發(fā)周期分為激發(fā)區(qū)域的簡圖；包括圖IOa和圖IOb的圖10是按照本發(fā)明的一示范實施例的另ー個備選載波發(fā)生塊的框圖；圖11是示出按照本發(fā)明的一示范實施例的、相對于輸出頻率的載波發(fā)生變化的參考點的圖表；圖12是按照本發(fā)明的一示范實施例的調(diào)制器輸出頻率發(fā)生塊的框圖；圖13是示出按照本發(fā)明的一示范實施例的、相對于輸出頻率的調(diào)制器發(fā)生器變化的參考點的圖表；包括圖14a、圖14b和圖14c的圖14是按照本發(fā)明的一示范實施例的調(diào)制器和修改符發(fā)生塊的框圖；包括圖15a、圖1 和圖15c的圖15是按照本發(fā)明的一示范實施例的二相正弦和余弦(dqO)波發(fā)生塊的框圖；圖16是按照本發(fā)明、適合執(zhí)行零(0)序列修改符創(chuàng)建功能的示范零(0)序列修改符創(chuàng)建功能電路的框圖；包括圖17a、圖17b和圖17c的圖17是按照本發(fā)明的一示范實施例的脈寬調(diào)制 (PWM)發(fā)生器塊的框圖；包括圖18a、圖18b和圖18c的圖18是按照本發(fā)明的一示范實施例的另ー個備選脈寬調(diào)制(PWM)發(fā)生器塊的框圖；包括圖19a和圖19b的圖19是按照本發(fā)明的一示范實施例的相序塊的框圖；包括圖20a、圖20b和圖20c的圖20是按照本發(fā)明的一示范實施例的又一個備選脈寬調(diào)制(PWM)發(fā)生器塊的框圖；圖21是按照本發(fā)明的一示范實施例的矩陣增益選擇器塊的框圖；圖22是按照本發(fā)明的一示范實施例的調(diào)制器計算塊的框圖；圖23是按照本發(fā)明的一示范實施例的PWM調(diào)制塊的框圖；圖M是按照本發(fā)明的一示范實施例的向量選擇塊的框圖；包括圖2 和圖25b的圖25是按照本發(fā)明的一示范實施例的諧波消除激發(fā)塊的框圖；圖沈是按照本發(fā)明的一示范實施例的第一狀態(tài)計算塊的框圖27是按照本發(fā)明的一示范實施例的第二狀態(tài)計算塊的框圖；圖觀是按照本發(fā)明的一示范實施例的、用于說明諧波消除激發(fā)電路的操作的狀態(tài)圖；圖四是按照本發(fā)明的一示范實施例的脈寬調(diào)制(PWM)命令脈沖擴展器塊的框圖；圖30是按照本發(fā)明的一示范實施例的空載時間擴展器塊的框圖；包括圖31a和圖31b的圖31是按照本發(fā)明的一示范實施例的ー備選空載時間插入塊的框圖；圖32是包括示出按照本發(fā)明的一示范實施例的逆變器控制電路的控制結(jié)構(gòu)的框圖；圖33是示出按照本發(fā)明的一示范實施例的逆變器標志的使用的表；圖34是示出按照本發(fā)明的一示范實施例的、產(chǎn)生控制電子器件的信號的方法的過程流程圖；圖35是示出按照本發(fā)明的一示范實施例的、操作電子器件的方法的過程流程圖； 以及圖36是示出按照本發(fā)明的一示范實施例的、產(chǎn)生控制電子器件的信號的方法的過程流程圖。
具體實施例方式圖1是可采用按照本發(fā)明的示范實施例的逆變器控制電路的柴油電動機車的框圖。在簡化的局部截面圖中示出的機車一般由參考標號100來表示。圖1中不可見的多個牽引電動機位于驅(qū)動輪102后面并且以驅(qū)動關(guān)系耦合到軸104。圖1中不可見的多個輔助電動機位于機車上的多種位置，并且與多種輔助負載、例如鼓風機或冷卻器風扇耦合。電動機可以是交流(AC)電機。如下面詳細說明，機車100可包括用于控制送往電動機的電功率的多個電逆變器電路。圖2是按照本發(fā)明的一示范實施例的電カ系統(tǒng)的框圖。一般由參考標號200來表示的電カ系統(tǒng)可用于控制送往圖1所示的機車100的AC電力。電カ系統(tǒng)200包括由諸如柴油機(未示出)之類的板載內(nèi)燃機所驅(qū)動的交流發(fā)電機202。交流發(fā)電機202的電カ輸出通過現(xiàn)場控制204所指示的現(xiàn)場激勵控制來調(diào)節(jié)。來自交流發(fā)電機202的電功率由整流器206來整流，并且耦合到一個或多個逆變器208。逆變器208可使用高功率IGBT來將DC 電カ轉(zhuǎn)換成AC電力、可變頻率或電壓幅度，供應用于ー個或多個AC電動機210。再次參照圖1，電功率電路至少部分位于設備室106中。用于逆變器208和現(xiàn)場控制204以及其它電子組件的控制電子器件可設置在設備室106的機架中保持的電路板上。 在設備室106中，功率轉(zhuǎn)換中使用的高功率IGBT半導體器件可安裝到空氣冷卻散熱器108。圖3是按照本發(fā)明的一示范實施例的逆變器控制電路300的框圖。如下面詳細說明，逆變器控制電路300生成控制逆變器208(圖幻的激發(fā)的波形。本領域普通技術(shù)人員將會意識到，圖3所示的功能塊和器件可包括其中包含電路的硬件元件、其中包含有形機器可讀介質(zhì)上存儲的計算機代碼的軟件元件或者硬件元件和軟件元件的組合。另外，逆變器控制電路300的功能塊和器件只是可在本發(fā)明的一示范實施例中實現(xiàn)的功能塊和器件的ー個示例。本領域普通技術(shù)人員易于能夠基于具體應用的設計考慮因素來定義特定功能塊。在本發(fā)明的一示例實施例中，逆變器控制電路300在逆變器控制電路300外部的主中央處理器(CPU)/監(jiān)控單元的控制下進行操作。下面參照圖32更詳細地說明逆變器控制電路300與主CPU/監(jiān)控單元的結(jié)合使用。此外，逆變器控制電路300可使用可由外部主 CPU/監(jiān)控單元來控制并且與其同步的現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)來實現(xiàn)。逆變器控制電路300包括采樣和保持塊302、載波發(fā)生塊304、調(diào)制器觸發(fā)發(fā)生塊 306、調(diào)制器和修改符發(fā)生塊308、脈寬調(diào)制(PWM)調(diào)制器塊310、擴展脈沖發(fā)生塊312以及空載時間插入塊314。下面詳細說明這些功能塊的每個的操作。另外，逆變器控制電路300可包括適合在緊急情況下關(guān)斷關(guān)聯(lián)轉(zhuǎn)換器的附加子系統(tǒng)?？梢疝D(zhuǎn)換器被關(guān)斷的緊急情況的示例包括過電流條件、過電壓條件、檢測到異常操作等。 圖4是按照本發(fā)明的一示范實施例的備選逆變器激發(fā)模式波形發(fā)生器的框圖。如下面詳細說明，逆變器控制電路400生成控制逆變器208(圖幻的激發(fā)的波形。本領域普通技術(shù)人員將會意識到，圖4所示的功能塊和器件可包括其中包含電路的硬件元件、其中包含有形機器可讀介質(zhì)上存儲的計算機代碼的軟件元件或者硬件元件和軟件元件的組合。 另外，逆變器控制電路400的功能塊和器件只是可在本發(fā)明的一示范實施例中實現(xiàn)的功能塊和器件的ー個示例。本領域普通技術(shù)人員易于能夠基于具體應用的設計考慮因素來定義特定功能塊。在本發(fā)明的一示范實施例中，逆變器控制電路400在逆變器控制電路400外部的主中央處理器(CPU)/監(jiān)控單元的控制下進行操作。下面參照圖27更詳細地說明逆變器控制電路400與主CPU/監(jiān)控單元的結(jié)合使用。此外，逆變器控制電路400可使用可由外部主 CPU/監(jiān)控單元來控制并且與其同步的FPGA來實現(xiàn)。在圖4所示的示范實施例中，逆變器控制電路400包括采樣和保持塊402、載波發(fā)生塊404、調(diào)制器觸發(fā)發(fā)生塊406、正弦和余弦波(DQ)振蕩器發(fā)生塊408、脈寬調(diào)制(PWM)調(diào)制器塊410以及擴展脈沖發(fā)生塊412。下面詳細說明這些功能塊的每個的操作。圖4所示的示范實施例采用2X時間復用，并且提供輸出頻率的改進控制和分辨率。另外，逆變器控制電路400可包括適合在緊急情況下關(guān)斷關(guān)聯(lián)轉(zhuǎn)換器的附加子系統(tǒng)?？梢疝D(zhuǎn)換器被關(guān)斷的緊急情況的示例包括過電流條件、過電壓條件、檢測到異常操作等。 在一示范實施例中，正弦和余弦波(DQ)振蕩器發(fā)生塊408包括α / β (dqO)參考塊。參考塊生成用于計算不同區(qū)域的逆變器的開/關(guān)的定時變化的α/β (dqO)調(diào)制參考。 輸出頻率可由頂層控制來指定。本文中更詳細地描述α/β (dqO)參考塊1012。圖5是按照本發(fā)明的一示范實施例的采樣和保持塊500的框圖。采樣和保持塊 500接收輸入?yún)?shù)鎖存觸發(fā)信號502和鎖存數(shù)據(jù)寄存器標志504。輸入?yún)?shù)鎖存觸發(fā)信號 502和鎖存數(shù)據(jù)寄存器標志504用于使用三次諧波調(diào)制塊506、基頻調(diào)制塊508、三次諧波啟用塊510、第一最大計數(shù)塊512、第二最大計數(shù)塊514以及相序塊516來鎖存來自CPU/監(jiān)控的命令輸入信號。值經(jīng)過鎖存和同步以便在載波發(fā)生塊304、調(diào)制器觸發(fā)發(fā)生塊306、調(diào)制器和修改符發(fā)生塊308、脈寬調(diào)制(PWM)調(diào)制器塊310、擴展脈沖發(fā)生塊312以及空載時間插入塊314中使用。在本發(fā)明的一示范實施例中，采樣和保持塊500對于來自逆變器控制電路300外部的主CPU/監(jiān)控單元的輸入進行采樣。由采樣和保持塊500所采樣的輸入被保持到超出最后ー個命令輸出頻率已經(jīng)完成的至少ー個周期。此外，采樣和保持塊500的一示范實施例可適合基于1/2、1/4或者每一次CPU/監(jiān)控更新控制參數(shù)和/或周期間隔來執(zhí)行相同功能。這種示范實施例允許以兩倍、四倍或者與CPU/監(jiān)控更新是可用的同樣快的速度來更新輸出頻率。在完成整個周期之前應用新值時，這可產(chǎn)生非對稱輸出波形。圖6是按照本發(fā)明的一示范實施例的備選采樣和保持塊600的框圖。采樣和保持塊600對于來自CPU/監(jiān)控的值進行采樣和保持。對于所提出的激發(fā)模式相對于示范采樣和保持塊500(圖幻來消除ー些信號，例如三次諧波調(diào)制指數(shù)、三次諧波注入啟用或者SVM 啟用。采樣和保持塊600接收輸入?yún)?shù)鎖存觸發(fā)信號602和鎖存數(shù)據(jù)寄存器標志604。 輸入?yún)?shù)鎖存觸發(fā)信號602和鎖存數(shù)據(jù)寄存器標志604用于鎖存來自CPU/監(jiān)控的命令輸入信號、載波發(fā)生器的最大計數(shù)值和調(diào)制器參考發(fā)生器的最大計數(shù)值。當新值可用吋，立即鎖存來自CPU/監(jiān)控的輸入的其余部分，例如調(diào)制指數(shù)、同步PWM發(fā)生啟用標志和相序標志。此外，采樣和保持塊600的一示范實施例可適合基于1/2、1/4或者每一次CPU/監(jiān)控更新控制參數(shù)和/或周期間隔來執(zhí)行相同功能。這種示范實施例允許以兩倍、四倍或者與CPU/監(jiān)控更新是可用的同樣快的速度來更新輸出頻率。在完成整個周期之前應用新值吋，這可產(chǎn)生非対稱波形輸出。圖7是載波發(fā)生塊700的一示范實施例的框圖。載波發(fā)生塊700適合提供能夠用于控制ニ級轉(zhuǎn)換器的單個載波。載波發(fā)生塊700接收啟用信號702、重置信號704、期間重置信號706、啟用同步信號708以及最大計數(shù)信號710。下降沿觸發(fā)塊712生成作為輸出的期間完成觸發(fā)信號714。本領域普通技術(shù)人員將會意識到，相同類型的増大能夠用于生成能夠用于控制ニ級或者其它多級轉(zhuǎn)換器的多個載波。載波發(fā)生塊700提供計數(shù)器，計數(shù)器可用于通過確定ニ級、三級或者其它多級或其它轉(zhuǎn)換器的開關(guān)頻率來進行逆變器開關(guān)命令生成。具體來說，計數(shù)器塊生成計數(shù)器輸出信號718?？蓮哪孀兤骺刂齐娐?00外部的主CPU/監(jiān)控單元來接收的最大計數(shù)信號714允許開關(guān)頻率為輸出頻率的三的倍數(shù)或者輸出頻率的任何其它奇數(shù)或偶數(shù)倍。載波發(fā)生塊700接收可包括重置信號和啟用信號的同步有關(guān)信號。載波發(fā)生塊的輸出包括計數(shù)器輸出716和718以及期間完成觸發(fā)標志720。包括圖和圖8b的圖8是按照本發(fā)明的一示范實施例的備選載波發(fā)生塊800的框圖。載波發(fā)生塊800適合提供能夠用于控制三級轉(zhuǎn)換器的兩個載波。示范載波發(fā)生塊 800創(chuàng)建僅具有正值的ー個三角載波以及僅具有負值的ー個三角載波。也可實現(xiàn)鋸齒載波。 圖10中僅示出正載波值。載波發(fā)生塊800接收啟用輸入802、重置輸入804、期間重置輸入806、啟用同步輸入808以及最大計數(shù)輸入810。載波發(fā)生塊800產(chǎn)生下降沿觸發(fā)輸出812、期間完成觸發(fā)輸出814、計數(shù)器輸出816、PCC(正載波計數(shù)器)計數(shù)器輸出820以及NCC (負載波計數(shù)器)計數(shù)器輸出822。載波發(fā)生塊800包括三級載波塊。為正轉(zhuǎn)換器和負轉(zhuǎn)換器提供兩個載波信號。正轉(zhuǎn)換器是在逆變器控制系統(tǒng)中提供正輸出電壓的轉(zhuǎn)換器。負轉(zhuǎn)換器是在逆變器控制系統(tǒng)中提供負輸出電壓的轉(zhuǎn)換器。載波發(fā)生塊800可用于生成不同的激發(fā)模式，例如PWM、具有三次諧波注入的正弦PWM或者空間向量調(diào)制(SVM)。SVM是用于控制脈寬調(diào)制(PWM)逆變器激發(fā)信號的生成的方法。向量表示逆變器中的開關(guān)的不同狀態(tài)，并且能夠經(jīng)由控制電路來應用。按照ー示范實施例，與激發(fā)模式對應的狀態(tài)可使用向量選擇器基于時間上的預期輸出電壓位置和幅度的區(qū)域來實現(xiàn)。在按照ー示范實施例的SVM方法中，調(diào)制指數(shù)可用于控制逆變器輸出電壓幅值。 調(diào)制指數(shù)表示相對于預期電壓輸出在時間上的開關(guān)定時如何變化。此外，調(diào)制指數(shù)表示調(diào)制變量相對于其未調(diào)制級的變化程度。一示例實施例的輸出激發(fā)模式相對于常規(guī)SVM激發(fā)方案具有更低的開關(guān)損失。這個效果通過對輸出周期期間的擴展時間期間限制開關(guān)的開/關(guān)來實現(xiàn)。圖9是示出按照本發(fā)明的一示范實施例、將激發(fā)周期分為激發(fā)區(qū)域的簡圖。簡圖一般由參考標號900來表示。簡圖900示出分解為各包括60°的六個激發(fā)區(qū)域(區(qū)域1-6) 的360°的逆變器激發(fā)周期。此外，激發(fā)區(qū)域可包括激發(fā)周期的一部分，并且可由固定數(shù)量的旋轉(zhuǎn)度(例如60°的6個區(qū)域、30°的12個區(qū)域、15°的M個區(qū)域，僅舉幾個例子)來表示。對于各激發(fā)區(qū)域，向逆變器提供電カ的開關(guān)可指定為斷開或閉合。為給定應用選擇的的區(qū)域的數(shù)量可基于系統(tǒng)設計考慮因素而改變。在一示范實施例中，開關(guān)對于各激發(fā)區(qū)域的整個時長按照那個區(qū)域的激發(fā)模式的定義來保持為斷開或閉合。包括圖IOa和圖IOb的圖10是按照本發(fā)明的一示范實施例的另ー個備選載波發(fā)生塊1000的框圖。圖10所示的示范實施例接收啟用信號、重置信號、期間重置信號、啟用同步信號以及最大計數(shù)信號。輸出是僅具有正值以及可具有三角波形或鋸齒波形的載波計數(shù)器值。下降沿觸發(fā)塊生成作為附加輸出的期間完成觸發(fā)信號。圖10所示的載波發(fā)生塊1000確定逆變器的開關(guān)頻率，并且提供可用于逆變器開關(guān)命令生成的計數(shù)器?？蓮哪孀兤骺刂齐娐吠獠康闹鰿PU/監(jiān)控單元接收的最大計數(shù)信號允許開關(guān)頻率是輸出頻率的倍數(shù)。各區(qū)域的調(diào)制脈沖寬度可被確定，并且可由區(qū)域分隔器來分隔。區(qū)域分隔器是禁止除了激發(fā)區(qū)域之間的邊界上之外的開關(guān)位置的變更的編程限制。通過以這種方式來限制區(qū)域中的開關(guān)的位置(即，不允許對除了區(qū)域分隔器上之外的開關(guān)位置的變更)，開關(guān)損失可降低。激發(fā)區(qū)域位置(逆變器在各區(qū)域中是斷開還是閉合的定義)可存儲在查找表 (“LUT”)中。區(qū)域信息可用于控制復用器以形成激發(fā)信號。開關(guān)可保持到位較長時間，以便使開關(guān)操作的數(shù)量為最小，由此降低開關(guān)損失或者使其為最小。圖11是示出按照本發(fā)明的一示范實施例的載波生成的參考點的圖表。圖表一般由參考標號1100來表示。圖表1100根據(jù)載波的幅度(y軸)對轉(zhuǎn)換器輸出頻率U軸)來示出跡線1102。跡線1102表示載波最大計數(shù)(如最大計數(shù)信號512 (圖5)所提供)對輸出頻率的示例。計數(shù)的變化能夠被計算，并且能夠修改以產(chǎn)生給定輸出頻率周期中的多種數(shù)量的脈沖。具有跡線1102的特性的信號可用作載波生成的參考點。本領域普通技術(shù)人員將會意識到，取決于系統(tǒng)設計考慮因素，多個曲線可表示從跡線1102的變化。圖12是按照本發(fā)明的一示范實施例的調(diào)制器輸出頻率發(fā)生塊1200的框圖。調(diào)制器參考發(fā)生塊1200可用作驅(qū)動指針以訪問輸出頻率生成的查找表中存儲的波形值數(shù)據(jù)的積分同步信號。調(diào)制器發(fā)生塊1200接收啟用信號1202、重置信號1204和最大計數(shù)信號 1206。下降沿觸發(fā)塊1208產(chǎn)生作為輸出的期間完成觸發(fā)信號1210?？蓮哪孀兤骺刂齐娐?00(圖幻外部的主CPU/監(jiān)控單元來接收的最大計數(shù)信號 1206可基于從關(guān)聯(lián)驅(qū)動電路所預期的輸出頻率來設置。要考慮的因素的示例包括最小輸出頻率和最大輸出頻率。最小輸出頻率可通過開關(guān)頻率、預期分辨率等等來限制。最大輸出頻率可通過例如其上實現(xiàn)示范逆變器控制電路的FPGA的FPGA時鐘頻率來限制。圖13是示出按照本發(fā)明的一示范實施例、具有三次諧波注入能力的調(diào)制器發(fā)生器的參考點的圖表。圖表一般由參考標號1300來表示。圖表1300根據(jù)調(diào)制器幅度(y 軸)對輸出頻率U軸)來示出跡線1302。跡線1102表示載波最大計數(shù)(如最大計數(shù)信號1206(圖1 所提供)對輸出頻率的示例。具有跡線1302的特性的信號可用作調(diào)制器的參考點。同樣的信號可用作對包含修改符波形的不同LUT的參考點，以便允許給定輸出頻率的調(diào)制器修改和輸出電壓升高的能力。圖14是按照本發(fā)明的一示范實施例的調(diào)制器和修改符發(fā)生塊1400的框圖。調(diào)制器和修改符發(fā)生塊1400接收重置信號1402、調(diào)制期間完成標志1404和步長期間信號 1406。三次諧波注入塊1408接收調(diào)制期間完成標志1404，并且產(chǎn)生三次諧波輸出信號 1410。最高有效位(MSB)觸發(fā)塊1412產(chǎn)生正弦波MSB期間重置信號1414。調(diào)制器和修改符發(fā)生塊1400還產(chǎn)生采取三相正弦波形式的基頻輸出信號1416以及采取具有三倍于基頻的頻率的単相正弦波形式的諧波輸出。一般來說，輸出可采取多相參考波形的形式?；l輸出信號1416可由PWM調(diào)制器塊用于生成逆變器208(圖幻的PWM 驅(qū)動信號。可通過重復進行LUT與預期相數(shù)對應的次數(shù)(例如，對于三相輸出信號為三次)， 來實現(xiàn)多相參考信號輸出的生成。各周期可通過三相的每個的同步信號來確定。具有不同參考點的單個LUT的使用允許實現(xiàn)資源的最小化。參考點的反轉(zhuǎn)允許輸出相序的反轉(zhuǎn)(即與CBA相比的ABC)?？蓪崿F(xiàn)預定相序。調(diào)制器和修改符發(fā)生塊1400還可產(chǎn)生有效數(shù)據(jù)標志1418。有效數(shù)據(jù)標志1418可用于以某個延遲來執(zhí)行信號同歩，從而允許相同乘法器用于多相。如上所述，調(diào)制器和修改符發(fā)生塊1400可適合具有三次諧波修改符注入能力。可對各時鐘周期來生成三次諧波修改符注入的新值。控制信號可啟用或停用修改符注入。在被啟用吋，三次諧波修改符數(shù)據(jù)可通過添加值來注入到基頻輸出信號1416中。在這種情況下，基頻輸出信號1416可稱作調(diào)制器參考波形。按照本發(fā)明的一示范實施例，三次諧波修改符值可采用也用于生成基頻輸出信號1416的正弦波數(shù)據(jù)的相同LUT值來得出。圖15是按照本發(fā)明的一個示范實施例的二相正弦和余弦(dqO)波發(fā)生塊1500的框圖。二相正弦和余弦(dqO)波發(fā)生塊1500與調(diào)制器和修改符發(fā)生塊1400在對時間復用単元的輸入數(shù)量方面有所不同。此外，調(diào)制器和修改符發(fā)生塊1400具有三個輸入(0、1/3 和-1/3)，而二相正弦和余弦(dqO)波發(fā)生塊1500具有兩個輸入(1/4和0)。二相正弦和余弦(dqO)波發(fā)生塊1500提供僅經(jīng)過兩次時間復用的輸出頻率的振蕩器(在第一FPGA主時鐘周期生成正弦參考，在第二 FPGA主時鐘周期生成余弦參考)。這是可能的，因為僅使用移位90度的兩個正弦波。二相正弦和余弦(dqO)波發(fā)生塊1500還提供基于用于正弦和余弦波生成的相同LUT指針的區(qū)域檢測能力。這可提供輸出激發(fā)模式選擇以及矩陣增益選擇器。由二相正弦和余弦(dqO)波發(fā)生塊1500所提供的dp振蕩器提供2X而不是3X時間復用，并且創(chuàng)建在時間上具有正弦和余弦變化的二相(不是三相輸出)。附加LUT可用于基于正弦/余弦參考點的區(qū)域選擇。二相正弦和余弦(dqO)波發(fā)生塊1500還產(chǎn)生采取二相正弦和余弦波形式的基頻輸出信號以及采取具有等于給定輸出頻率周期中的區(qū)域的預期數(shù)量的梯級數(shù)量的階梯形式的區(qū)域輸出。一般來說，輸出可采取多相參考波形的形式。基頻輸出信號可由PWM調(diào)制器塊用于生成逆變器208(圖幻的PWM驅(qū)動信號?？赏ㄟ^重復進行LUT與預期相數(shù)對應的次數(shù)(例如，對于二相輸出信號為兩次)，來實現(xiàn)多相參考信號輸出的生成。各周期可通過ニ 相的每個的同步信號來確定。具有不同參考點的單個LUT的使用允許實現(xiàn)資源的最小化。 參考點的反轉(zhuǎn)允許輸出相序的反轉(zhuǎn)(即與CBA相比的ABC)。可實現(xiàn)預定相序。二相正弦波發(fā)生塊1500還可產(chǎn)生有效數(shù)據(jù)標志。有效數(shù)據(jù)標志可用于以某個延遲來執(zhí)行信號同步，從而允許相同乘法器用于多相。圖16是按照本發(fā)明、適合執(zhí)行零(0)序列修改符創(chuàng)建功能的示范零(0)序列修改符創(chuàng)建功能電路1600的框圖。零序列修改符創(chuàng)建功能電路1600可用于修改調(diào)制器，并且執(zhí)行空間向量調(diào)制(SVM)。零序的使用是對三次諧波注入的備選。按照本發(fā)明，零序列修改符數(shù)據(jù)能夠從三相正弦波或者通過使用查找表(LUT)來得出。零序創(chuàng)建功能可通過在適當位置添加偏移以增加基頻控制信號的幅度，來提供有利的逆變器激發(fā)分布。在圖16所示的實施例中，對零序列修改符創(chuàng)建功能電路1600的輸入是調(diào)制器的三相信號的向量，而輸出是供加入三相調(diào)制器的零序列。零序創(chuàng)建功能電路 1600則使用本領域的技術(shù)人員已知的最小-最大(或者min-max)方法來創(chuàng)建零序列功能。 與三次諧波注入相似，單個LUT可用于創(chuàng)建零序列修改符，代替使用零序列修改符創(chuàng)建功能電路1600。圖17是按照本發(fā)明的一示范實施例的PWM調(diào)制器塊1700的框圖。PWM調(diào)制器塊 1700接收最大計數(shù)信號1702、有效數(shù)據(jù)標志1704、計數(shù)器輸出信號1706、基頻信號1708、基頻調(diào)制指數(shù)信號1710、三次諧波信號1712、三次諧波調(diào)制指數(shù)信號1714、三次諧波啟用信號1716、方波(SQW)模式信號1718和相序信號1720。在本發(fā)明的一示范實施例中，由PWM 調(diào)制器塊1700所接收的基頻信號1708可包括來自按照本發(fā)明的一示范實施例的調(diào)制器和修改符發(fā)生塊的基頻輸出信號。PWM調(diào)制器塊1700產(chǎn)生可用于驅(qū)動逆變器208 (圖2)的PWM逆變器驅(qū)動信號。由 PWM調(diào)制器塊1700所提供的輸出可用于診斷和監(jiān)測。那些輸出包括A脈沖輸出1722、B脈沖輸出17M和C脈沖輸出17沈。此外，由PWM調(diào)制器塊所產(chǎn)生的A脈沖輸出1722、B脈沖輸出17M和C脈沖輸出17 可包括可用作驅(qū)動六個IGBT逆變器的驅(qū)動信號的三相PWM
命令信號。包括圖18a、圖18b和圖18c的圖18是按照本發(fā)明的一示范實施例的另ー個備選脈寬調(diào)制(PWM)發(fā)生器塊1800的框圖。具體來說，對于三級、三相、每相四開關(guān)激發(fā)命令來實現(xiàn)比較器。為了驅(qū)動三級轉(zhuǎn)換器，可得出12個命令。包括最小脈沖擴展和相序塊。圖18所示的PWM調(diào)制器塊1800接收最大計數(shù)信號1802、基頻輸入1804、基頻調(diào)制指數(shù)輸入1806、相電流方向輸入1808和空載時間輸入1810。對圖18所示的PWM調(diào)制器塊1800的其它輸入包括正載波計數(shù)器輸出信號1812、負載波計數(shù)器輸出信號1814、最大計數(shù)器輸入1816、三次諧波調(diào)制指數(shù)輸入1818和三次諧波修改符輸入1820。還示出三次諧波注入啟用輸入1822、方波模式啟用輸入1擬4和空間向量調(diào)制啟用輸入1ぬ6。圖18所示的PWM調(diào)制器塊1800的示范實施例提供多個PWM輸出18觀。包括圖19a和圖19b的圖19是按照本發(fā)明的一示范實施例的相序塊1900的框圖。 相序塊1900接收PCC計數(shù)器輸出輸入1902、1904、調(diào)制器A相輸入1906、調(diào)制器B相輸入 1909和調(diào)制器C相輸入1910。來自相序塊1900的輸出包括多個上相和下相輸出1912。相序塊1900接收多個相控制激發(fā)信號，并且允許兩相的交換，以便實現(xiàn)反向輸出相序(即，與CBA相比的ABC)。在一個示范實施例中，能夠?qū)崿F(xiàn)預定相序，從而允許消除這個塊。包括圖20a、圖20b和圖20c的圖20是按照本發(fā)明的一示范實施例的又一個備選脈寬調(diào)制(PWM)發(fā)生器塊2000的框圖。PWM發(fā)生器塊2000(表示二相dqO)使用二相來計算具有基于矩陣的増益的開關(guān)次數(shù)變化。兩個新調(diào)制器A和B用于脈沖圖形生成。脈沖圖形生成基干與載波輸出(調(diào)制器)的比較。某些開關(guān)基于區(qū)域選擇(向量選擇器)來保持在通/斷位置。PWM調(diào)制器塊2000接收區(qū)域輸入2002、基頻調(diào)制指數(shù)2004和有效數(shù)據(jù)標志輸入 2006。還接收的是載波計數(shù)器輸出輸入2008和最小脈沖計數(shù)輸入2010。在本發(fā)明的一示范實施例中，由PWM發(fā)生器塊2000所接收的基頻調(diào)制指數(shù)輸入2004可包括來自按照本發(fā)明的一示范實施例的正弦和余弦波二相發(fā)生塊的基頻調(diào)制指數(shù)輸出。PWM調(diào)制器塊2000產(chǎn)生可用于控制逆變器208 (圖2、的命令。由PWM調(diào)制器塊 2000所產(chǎn)生的輸出的示例包括A命令輸出2012、B命令輸出2014和C命令輸出2016。圖21是按照本發(fā)明的一示范實施例的矩陣增益選擇器塊2100的框圖。矩陣增益選擇器塊2100接收標識激發(fā)周期的區(qū)域的區(qū)域輸入。矩陣增益選擇器塊2100的輸出包括用于計算調(diào)制器信號A和B的矩陣增益。矩陣增益與區(qū)域和定時波形A和B結(jié)合用于計算沒有保持在通/斷位置的開關(guān)的開/關(guān)定吋。圖22是按照本發(fā)明的一示范實施例的調(diào)制器計算塊2200的框圖。對調(diào)制器計算塊2200的輸入包括來自矩陣增益選擇器塊2100的輸出、正弦和余弦波形(α和β)以及計算同步的數(shù)據(jù)有效標志以及用于縮放的最大載波計數(shù)。調(diào)制器計算塊2200的輸出包括用于生成逆變器開關(guān)的PWM脈沖的兩個調(diào)制器。圖23是按照本發(fā)明的一示范實施例的PWM調(diào)制塊2300的框圖。PWM調(diào)制塊2300 可與圖19所示的示范PWM發(fā)生塊1900配合使用。PWM調(diào)制塊2300包括載波輸入2302、調(diào)制器A輸入2304和調(diào)制器B輸入2306。PWM調(diào)制塊2300提供比例1輸出2308、反相比例 1輸出2310、比例2輸出2312和反相比例2輸出2314。圖23所示的P麗調(diào)制塊2300的實現(xiàn)生成四個命令脈沖，以便與向量選擇塊中的區(qū)域選擇器結(jié)合用于逆變器激發(fā)命令生成。圖M是按照本發(fā)明的一示范實施例的向量選擇塊MOO的框圖。向量選擇塊MOO 生成可用于逆變器開關(guān)激發(fā)控制的PWM命令信號?；趨^(qū)域選擇器塊，激發(fā)命令保持在斷開位置或閉合位置，或者基于PWM調(diào)制器輸入來調(diào)制，以便實現(xiàn)預期輸出電壓。實現(xiàn)示出輸出循環(huán)分為六個不同區(qū)域，從而產(chǎn)生每個逆變器開關(guān)的60度斷開或閉合期間。能夠進行變更，以便允許采用不同數(shù)量的區(qū)域。結(jié)果是對開關(guān)斷開或閉合的時長的靈活控制。預期時長可基于預期輸出電壓諧波分布或者從負載電流或輸出電壓中消除預期諧波。圖25是按照本發(fā)明的一示范實施例的諧波消除激發(fā)塊的框圖。諧波消除激發(fā)塊 2500接收調(diào)制指數(shù)輸入2502，并且生成激發(fā)角值輸出2504。在一個示范實施例中，在基頻電壓輸出波形的每ー個周期來計算激發(fā)角。另外，計算能夠與基頻周期無關(guān)?？稍谕瓿苫l輸出頻率的整個周期之后改變輸出電壓頻率。在一個示范實施例中，激發(fā)角可基于四階近近似函數(shù)來計算。取決于特定應用所需的分辨率，可使用其它階的近似計算?？捎绊懡朴嬎愕碾A數(shù)的另ー個因素是CPU時間利用。四階近似計算基于相對于調(diào)制指數(shù)的激發(fā)角變化。按照本發(fā)明的實施例，激發(fā)角相對于四分之一波對稱性的90度可以是對稱的。例如，在基于電壓諧波消除的控制的情況下可使用0 < fal < fa2 < fa3 < . . . < 90。在基于電流諧波最小化的控制的情況下可使用0 < fal < fa2 < fa3 < . . . <60。在脈沖率提供基頻輸出周期的10-30激發(fā)變化的示例中，可構(gòu)成具有30種不同狀態(tài)的狀態(tài)機。狀態(tài)的數(shù)量涉及系統(tǒng)的初級開關(guān)頻率。激發(fā)模式可預先確定，并且計算為一系列激發(fā)事件。各激發(fā)事件可由狀態(tài)機的不同狀態(tài)來表示。在進入狀態(tài)時，可計算對下ー個激發(fā)狀態(tài)(事件)的時鐘周期方面的増量時間。 定時器加載的增量時間可計算為新時間與舊時間之間的差?？杉虞d激發(fā)定時器變化狀態(tài)數(shù)量，以及如果不存在激發(fā)限制，則激發(fā)選擇的器件。如果需要則可執(zhí)行空載時間的補償。方程系數(shù)可作為向量來輸入，并且可對于方程的適當階數(shù)來選擇適當向量元素。 激發(fā)角基于參考向量的區(qū)域位置來選擇。對于基于電流諧波最小化的控制和兩個激發(fā)角的情況，示范序列可以是0-(0+fal) - (0+fa2) - (60-fal) -60- (60+fal)- (60+fa2) - (120_fa2)-(120-f al)-120，依此類推，其中360和0是周期的結(jié)束和開始。類似對稱性應用于激發(fā)角的其它情況和數(shù)量。電壓諧波消除的情況的對稱性為每相90、180、270和360，而不是上述的60 度。能夠最小化或消除能夠采用任意保持角選擇(例如，在備選示范實施例中，90°能夠是 45°，60°能夠是30°，等等，取決于預期消除/最小化所需的諧波的數(shù)量)來實現(xiàn)。圖沈是按照本發(fā)明的一示范實施例的第一狀態(tài)激發(fā)角計算塊的框圖。第一狀態(tài)計算塊沈00接收激發(fā)角輸入沈02，并且產(chǎn)生第一激發(fā)角輸出沈04。圖27是按照本發(fā)明的一示范實施例的第二狀態(tài)計算塊的框圖。第二狀態(tài)計算塊 2700接收激發(fā)角輸入2702，并且產(chǎn)生第二激發(fā)角輸出2704。圖沈和圖27所示的電路可提供與將要執(zhí)行供開/關(guān)的特定序列對應的輸出。 一個示范序列包括:0+FAl,0+FA2, · · · 0+FAn，60-FAl，60-FA2，· · · 60-FAn，60，60+FA1， 60+FA2, . . . 60+FAn, . . . 120-FA1，120-FA2，. . . 120-FAn，120，120+FA1,...具有沿 0、60、 120、180、M0、300、360(0)的対稱性。按照ー示范實施例，存在基于用于計算激發(fā)角的技術(shù)的其它可能的対稱性。另ー種示范技術(shù)是輸出電壓諧波消除，這沿90°、180°等具有對稱性，但是以每相為基礎，因為不同相也許更早開關(guān)。將初級開關(guān)角限制到0° -60°之間允許簡化，因為輸出使一相保持較長時間期間(至少60° )。差別在于，輸出向量模式選擇的計算可用于代替本文所述的查找表方式，因為會需要首先基于來自所有相的最小選擇來確定要開關(guān)的下一相。圖觀是按照本發(fā)明的一示范實施例、可用于說明諧波消除激發(fā)電路的操作的狀態(tài)圖。狀態(tài)圖觀00包括初始狀態(tài)觀02。在初始狀態(tài)觀02中，初始化計數(shù)變量和計數(shù)器到期標志。在發(fā)生計數(shù)啟用吋，進入計數(shù)狀態(tài)觀04。在計數(shù)狀態(tài)觀04中，使計數(shù)器遞增。如果計數(shù)變量大于或等于最大計數(shù)變量，則進入保持狀態(tài)觀06。在保持狀態(tài)觀06 中發(fā)生計數(shù)啟用時，如果計數(shù)變量大于或等于最大計數(shù)變量，則進入結(jié)束狀態(tài)觀08。在結(jié)束狀態(tài)觀08中，計數(shù)器到期標志設置為邏輯值“1”。從結(jié)束狀態(tài)觀08，進入重新初始化狀態(tài)觀10，其中計數(shù)變量設置為邏輯值“1”，并且計數(shù)器到期標志設置為邏輯值“0”。從重新初始化狀態(tài)觀10，在發(fā)生計數(shù)啟用時進入計數(shù)狀態(tài)觀04。從保持狀態(tài)觀06，如果計數(shù)小于最大計數(shù)變量，則重新進入計數(shù)狀態(tài)觀04，如狀態(tài)圖觀00所示。在示范實施例中，如果對于具有激發(fā)角的単一集合的應用不需要開關(guān)角的數(shù)量的變化，則能夠使用具有固定數(shù)量的狀態(tài)的不同狀態(tài)機。圖四是按照本發(fā)明的一示范實施例的擴展脈沖發(fā)生塊四00的框圖。擴展脈沖發(fā)生塊四00可接收A脈沖輸出、B脈沖輸出或者C脈沖輸出。此外，按照本發(fā)明的一示范實施例，擴展脈沖發(fā)生塊四00的實現(xiàn)可用于PWM調(diào)制器塊的PWM輸出的每個。擴展脈沖發(fā)生塊四00接收信號四02中的脈沖和最小脈沖計數(shù)信號2904。這些輸入信號例如可從逆變器控制電路外部的CPU/監(jiān)控單元來接收。將信號四02中的脈沖傳遞給邊沿觸發(fā)塊四06。擴展脈沖發(fā)生塊四00的邏輯用于產(chǎn)生脈沖擴展信號。由擴展脈沖發(fā)生塊四00所接收的PWM命令擴展到基于系統(tǒng)設計要求的時長。圖30是按照本發(fā)明的一示范實施例的空載時間擴展器塊3000的框圖?？蛰d時間擴展器塊3000接收A相命令信號3002、空載時間正信號3004和空載時間負信號3006。按照本發(fā)明的一示范實施例，這些輸入可從逆變器控制電路外部的主CPU/監(jiān)控單元來接收。 空載時間擴展器塊3000的邏輯產(chǎn)生AP命令3006和AN命令3008。由空載時間擴展器塊3000所接收的PWM命令具有在操作的各相的正命令與負命令之間添加的空載時間。所添加的空載時間量可基于單獨系統(tǒng)設計要求而改變。包括圖31a和圖31b的圖31是按照本發(fā)明的一示范實施例的空載時間插入塊 3100的框圖?？蛰d時間插入塊3100接收多個相控制激發(fā)信號、正計數(shù)器輸出和負計數(shù)器輸出，并且將空載時間插入逆變器開關(guān)的激發(fā)之間，以便防止逆變器輸出處的短路。來自該塊的輸出是多個相控制激發(fā)命令?？蛰d時間插入塊3100接收多個上相和下相輸入3102。多個復用器3104用于選擇多個上相和下相輸出3106。另外，多個復用器3108用于選擇多個上相和下相輸出3110。圖32是示出包括按照本發(fā)明的一個示范實施例的逆變器控制電路的控制結(jié)構(gòu)的框圖?？刂平Y(jié)構(gòu)一般由參考標號3200來表示?？刂平Y(jié)構(gòu)3200包括主CPU/監(jiān)控單元3202。 主CPU/監(jiān)控單元3202可執(zhí)行與逆變器控制電路有關(guān)的多個控制功能。例如，主CPU/監(jiān)控単元3202可計算參考和開關(guān)頻率計數(shù)。另外，主CPU/監(jiān)控單元3202可提供電壓調(diào)節(jié)，并且可使驅(qū)動信號頻率斜升或斜降。主CPU/監(jiān)控單元3202還可執(zhí)行方波模式轉(zhuǎn)變。主CPU/監(jiān)控單元3202接收若干輸入。如圖32所示，可由主CPU/監(jiān)控單元3202 來接收的輸入數(shù)據(jù)的示例包括速度參考信號、每赫茲伏特數(shù)信號、極性的數(shù)量、FPGA時鐘頻率、線標識符和DC鏈路電壓。在一實施例中，主CPU/監(jiān)控單元3202適合向FPGA 3204上的逆變器控制電路提供多個輸入?？商峁┙o逆變器控制電路的數(shù)據(jù)的示例包括載波計數(shù)數(shù)據(jù)、調(diào)制器計數(shù)數(shù)據(jù)、調(diào)制指數(shù)數(shù)據(jù)、三次諧波調(diào)制指數(shù)數(shù)據(jù)、最小通/斷計數(shù)數(shù)據(jù)和空載時間計數(shù)數(shù)據(jù)。另外， 主POT/監(jiān)控單元3202可向逆變器控制電路提供多個指示符標志?？商峁┙o逆變器控制電路的指示符標志的示例包括全局啟用標志、開關(guān)啟用標志、PWM模式標志、方波模式標志和數(shù)據(jù)傳遞握手標志。在本發(fā)明的一個示范實施例中，載波信號使用斜降計數(shù)器來生成。計數(shù)器的最大值可以是FPGA 3204的時鐘頻率、時間復用和所需載波頻率的函數(shù)。調(diào)制器信號可作為具有固定數(shù)量的位置、例如2048個獨立位置的LUT來存儲。LUT中存儲的調(diào)制器信號數(shù)據(jù)可對應于幅度一的正弦波。此外，調(diào)制器信號數(shù)據(jù)可作為標度為4096 (12位)的16位有符號定點數(shù)來存儲。本領域普通技術(shù)人員將會意識到，増加LUT中的位置的數(shù)量降低從LUT中存儲的數(shù)據(jù)所構(gòu)成的波形的潛在誤差。調(diào)制器計數(shù)可用于確定其后正弦波查找表中的下一個數(shù)將用作輸出的時間量。這可作為FPGA 3204的時鐘頻率、時間復用、LUT長度和輸出波形的頻率的函數(shù)來進行。在本發(fā)明的一示范實施例中，與三次諧波修改符數(shù)據(jù)對應的波形值數(shù)據(jù)從使用用于得到調(diào)制器信號數(shù)據(jù)的相同數(shù)據(jù)的LUT來得出。此外，三次諧波數(shù)據(jù)可通過使用比用于得到調(diào)制器信號的波形值數(shù)據(jù)的基頻參考要快兩倍發(fā)生變化的LUT索引來確定。一旦從LUT得到，正弦波數(shù)據(jù)可與調(diào)制指數(shù)相乗。然后計算的調(diào)制器A和B可與載波信號進行比較，以便產(chǎn)生PWM輸出。可施加最小通/斷脈沖，以便確保將小于具體值的任何通/斷脈沖轉(zhuǎn)換成具有具體值的時長的脈沖。例如，如果最小脈沖時長為34 μ s,則將小于34μ S的脈沖轉(zhuǎn)換成34μ S脈沖。在本發(fā)明的一示范實施例中，在應用等于具體值的空載時間之后得到頂部開關(guān)和底部開關(guān)的脈沖。數(shù)據(jù)有效標志可用于使FPGA 3204上的逆變器電路的操作與主CPU/監(jiān)控單元 3202同歩。對FPGA 3204上的逆變器控制電路的每ー個輸入可雙重緩沖，除了是直接的標志之外。在每ー個基頻周期的結(jié)束，F(xiàn)PGA 3204讀取輸入緩沖器，并且將數(shù)據(jù)有效標志設置為零。僅當基頻周期完成并且數(shù)據(jù)有效標志再次設置為1吋，F(xiàn)PGA 3204才接受新值。圖33是示出按照本發(fā)明的一示范實施例的逆變器標志的使用的表。該表一般由參考標號3300來表示。在本發(fā)明的一示例實施例中，速度參考表示為16位無符號整數(shù)。它可按照可配置速率斜升。作為舉例，速度參考可按照每步長IOrpm的速率斜升。速度參考可使用極性的數(shù)量來轉(zhuǎn)換成頻率命令。電壓命令可使用電動機負載的每赫茲伏特數(shù)來計算。如果例如實際電壓反饋不可用，則電壓命令可使用DC鏈路電壓來直接轉(zhuǎn)換成調(diào)制指數(shù)命令。此外，當反饋可用吋，閉環(huán)調(diào)節(jié)器可用于轉(zhuǎn)換。如果調(diào)制指數(shù)大于具體值、如7. 5，則可設置方波模式標志。如果頻率低于具體值、如7. 6Hz，則可設置異步PWM標志，并且可相應地設置開關(guān)頻率。否則，開關(guān)頻率與基頻的比率可按照具體模式而改變，例如1四、81、51、33、21和15。 這些值選擇成將開關(guān)頻率保持在1000Hz與1575Hz之間的范圍中，其中具有最小數(shù)量的齒輪開關(guān)。參考頻率命令可用于計算調(diào)制器計數(shù)。開關(guān)頻率命令可用于計算載波計數(shù)。圖34是示出按照本發(fā)明的一示范實施例、產(chǎn)生控制電子器件的信號的方法的過程流程圖。在框3402，該過程開始。在框3404，LUT用于得出多相參考波形的第一波形值數(shù)據(jù)。得出與多相參考波形的修改符數(shù)據(jù)對應的第二波形值數(shù)據(jù)，如框3406所示。在框 3408，將修改符數(shù)據(jù)加入?yún)⒖疾ㄐ?，以便產(chǎn)生修改的參考波形。從修改的參考波形來生成多個控制信號，如框3410所示。該過程在框3412結(jié)束。控制信號可用作控制諸如為AC電動機或其它電動機供電以用于使車輛沿某個路線移動的逆變器之類的ー個或多個電子器件的基礎。圖35是示出按照本發(fā)明的一示范實施例、操作電子器件的方法的過程流程圖。電子器件可包括多個逆變器，逆變器經(jīng)由多個開關(guān)來提供電力。在框3502，該過程開始。確定與逆變器激發(fā)周期的多個激發(fā)區(qū)域其中之一對應的逆變器激發(fā)模式，如框3504所示。逆變器激發(fā)模式定義向逆變器提供電カ的每個開關(guān)對于對應激發(fā)區(qū)域的時長是保持接通還是斷開。在框3506，產(chǎn)生基于激發(fā)模式的開關(guān)的控制信號。將控制信號施加到逆變器，如框 3508所示。在框3510，該過程結(jié)束。圖36是示出按照本發(fā)明的一示范實施例、產(chǎn)生控制電子器件的信號的方法的過程流程圖。在框3602，該過程開始。在框3604，LUT用于得出多相參考波形的波形值數(shù)據(jù)。 然后，相同LUT用于得出與多相參考波形的諧波數(shù)據(jù)對應的波形值數(shù)據(jù)，如框3606所示。在框3608，將諧波數(shù)據(jù)注入多相參考波形，以便產(chǎn)生諧波參考波形。從諧波參考波形來生成多個控制信號，如框3610所示。該過程在框3612結(jié)束。本發(fā)明的一示范實施例可提供若干優(yōu)點。例如，使用同步信號和單個公共LUT用于調(diào)制器生成為逆變器控制電路的FPGA實現(xiàn)提供有效資源利用。另外，本發(fā)明的示范實施例可在具有對基于硬件限制的輸出和開關(guān)頻率的不同要求的大量系統(tǒng)中實現(xiàn)。簡單設計提供増加驅(qū)動信號電壓的能力，并且允許使用公共LUT來有選擇地注入三次諧波或零序列數(shù)據(jù)。本發(fā)明的一示范實施例還提供采用控制波形生成的多個FPGA時鐘周期的靈活性。在本發(fā)明的實施例中，技術(shù)效果是生成用于控制諸如為AC電動機或其它電動機供電以用于使車輛沿某個路線移動或者用于其它車輛控制用途的逆變器之類的ー個或多個電子器件的信號。要理解，以上描述只是說明性而不是限制性的。例如，上述實施例(和/或其方面) 可相互結(jié)合使用。另外，可對本發(fā)明的教導進行許多修改以適合具體情況或材料，而沒有背離其范圍。雖然本文所述的尺寸和類型預計示出本發(fā)明的實施例，但是它們完全不是限制性的，而實際上只是示范性的。通過閱讀以上描述，其它實施例會是顯而易見的。因此，本發(fā)明的范圍應當參照所附權(quán)利要求連同這類權(quán)利要求涵蓋的完整等效范圍共同確定。在所附權(quán)利要求中，術(shù)語“包括”和“在其中”用作相應術(shù)語“包含”和“其中”的普通英語等效體。此外，在以下權(quán)利要求書中，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”、“上面”、“下面”、 “底部”、“頂部”、“上”、“下”等只用作標記，而不是意在對其對象施加數(shù)字或位置要求。本文所使用的、以單數(shù)形式所述并且具有冠詞“一”的元件或步驟應該被理解為不排除多個所述元件或步驟，除非明確說明了這種排除情況。此外，對本發(fā)明的“一個實施例”的引用不是要被解釋為排除也結(jié)合了所述特征的附加實施例的存在。此外，除非相反的明確說明，否則，“包括”、“包含”或“具有”帶具體性質(zhì)的ー個或多個元件的實施例可包括沒有那種性質(zhì)的附加的這類元件。由于在上述系統(tǒng)和方法中可進行某些變更而沒有背離本文所涉及的本發(fā)明的精神和范圍，所以預計以上描述或者附圖所示的主題的全部只應被理解為示出本文的發(fā)明概念的示例，而不應被理解為限制本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種控制方法(3400)，包括:采用(3404)查找表來得出多相參考波形的第一波形值數(shù)據(jù)；得出(3406)與所述參考波形的修改符數(shù)據(jù)對應的第二波形值數(shù)據(jù)；將所述修改符數(shù)據(jù)加入(3408)所述多相參考波形中，以便產(chǎn)生修改的參考波形；從所述修改的參考波形來生成(3410)多個控制信號；以及基于所述控制信號來控制ー個或多個電子器件。
2.如權(quán)利要求1所述的方法(3400)，其中，所述修改符數(shù)據(jù)包括零序列數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法(3400)，其中，所述修改符數(shù)據(jù)包括諧波數(shù)據(jù)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法(3400)，包括使用最小-最大方法來得出所述修改符數(shù)據(jù)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法(3400)，包括從所述查找表來得出所述修改符數(shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求1所述的方法(3400)，其中，基于所述控制信號控制的所述ー個或多個電子器件包括多個逆變器。
7.如權(quán)利要求1所述的方法(3400)，包括使用與所述參考波形的相差對應的索引在不同點訪問所述查找表，以便得到所述第二波形值數(shù)據(jù)。
8.如權(quán)利要求1所述的方法(3400)，包括基于從外部處理器接收的同步信號來使所述多個控制信號同歩。
9.如權(quán)利要求1所述的方法(3400)，包括采用ニ級轉(zhuǎn)換器來產(chǎn)生所述修改的參考波形。
10.如權(quán)利要求1所述的方法(3400)，包括采用三級轉(zhuǎn)換器來產(chǎn)生所述修改的參考波形。
11.如權(quán)利要求1所述的方法(3400)，包括將所述多個控制信號表示為狀態(tài)機的狀態(tài)。
12.—種逆變器控制系統(tǒng)000)，包括存儲介質(zhì)(302)，其存儲包含波形值數(shù)據(jù)的查找表；以及控制電路(300)，其適合基于所述波形值數(shù)據(jù)來創(chuàng)建多相參考波形和修改符數(shù)據(jù)，基于所述參考波形和所述修改符數(shù)據(jù)來創(chuàng)建修改的參考波形，并且從所述修改的參考波形來生成用于控制一個或多個逆變器的多個控制信號。
13.如權(quán)利要求12所述的逆變器控制系統(tǒng)000)，其中，所述修改符數(shù)據(jù)包括零序列數(shù)據(jù)。
14.如權(quán)利要求12所述的逆變器控制系統(tǒng)000)，其中，所述修改符數(shù)據(jù)包括諧波數(shù)據(jù)。
15.如權(quán)利要求12所述的逆變器控制系統(tǒng)，其中，所述修改符數(shù)據(jù)使用所述查找表 (302)來確定。
16.如權(quán)利要求12所述的逆變器控制系統(tǒng)000)，其中，所述控制電路(300)包括產(chǎn)生所述修改的參考波形的ニ級轉(zhuǎn)換器。
17.如權(quán)利要求12所述的逆變器控制系統(tǒng)000)，其中，所述控制電路(300)包括產(chǎn)生所述修改的參考波形的三級轉(zhuǎn)換器。
18.如權(quán)利要求12所述的逆變器控制系統(tǒng)000)，其中，所述控制電路(300)包括將所述多個控制信號表示為狀態(tài)的狀態(tài)機。
19.ー種用于車輛(100)的電カ系統(tǒng)(200)，包括 多個逆變器O08)；由所述逆變器(208)來供電的多個電子器件O10)； 存儲介質(zhì)(302)，其存儲包含波形值數(shù)據(jù)的查找表；以及控制電路(300)，其適合基于所述波形值數(shù)據(jù)來創(chuàng)建參考波形和修改符數(shù)據(jù)，基于所述參考波形和所述修改符數(shù)據(jù)來創(chuàng)建修改的參考波形，從所述修改的參考波形來生成多個控制信號，并且采用所述多個控制信號來驅(qū)動所述多個逆變器。
20.如權(quán)利要求19所述的電カ系統(tǒng)000)，其中，所述修改符數(shù)據(jù)包括零序列數(shù)據(jù)。
21.如權(quán)利要求19所述的電カ系統(tǒng)000)，其中，所述修改符數(shù)據(jù)包括諧波數(shù)據(jù)。
22.如權(quán)利要求19所述的電カ系統(tǒng)000)，其中，所述控制電路(300)包括產(chǎn)生所述修改的參考波形的ニ級轉(zhuǎn)換器。
23.如權(quán)利要求19所述的電カ系統(tǒng)000)，其中，所述控制電路(300)包括產(chǎn)生所述修改的參考波形的三級轉(zhuǎn)換器。
24.如權(quán)利要求19所述的電カ系統(tǒng)000)，其中，所述控制電路(300)包括將所述多個控制信號表示為狀態(tài)的狀態(tài)機。
全文摘要
提供一種控制系統(tǒng)和方法。示范的方法(3400)包括采用(3404)查找表來得出多相參考波形的第一波形值數(shù)據(jù)。示范方法還包括得出(3406)與多相參考波形的修改符數(shù)據(jù)對應的第二波形值數(shù)據(jù)。將修改符數(shù)據(jù)加入(3408)參考波形，以便產(chǎn)生修改的參考波形。示范方法還包括從修改的參考波形來生成(3410)多個控制信號，并且基于控制信號來控制一個或多個電子器件。
文檔編號H02P27/04GK102577076SQ201080045685
公開日2012年7月11日 申請日期2010年10月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月2日
發(fā)明者A·凱恩, E·N·尼科洛夫 申請人:通用電氣公司