本實(shí)用新型涉及汽車(chē)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種逆變器、電機(jī)控制器及車(chē)輛。
背景技術(shù)：
電動(dòng)汽車(chē)中的電機(jī)控制是基于矢量控制體系下，通過(guò)PWM(Pulse Width Modulation，脈沖寬度調(diào)制)波控制逆變器中的開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)電壓電流的可控，從而控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)矩。相關(guān)技術(shù)中，以采用準(zhǔn)諧振式軟開(kāi)關(guān)電路作為逆變器，雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但控制上需要換用更為復(fù)雜的PFM(Pulse Frequency Modulation脈沖頻率調(diào)制)模式，得不償失。同樣的，三相有源軟開(kāi)關(guān)逆變器，在控制上較為復(fù)雜，且要增加控制開(kāi)關(guān)，成本上壓力較大。
綜合開(kāi)關(guān)頻率和耐受電壓電流等因素，還可以用10KHz為工作頻率的IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管)作為開(kāi)關(guān)器件，設(shè)計(jì)逆變器為三相全橋逆變器。然而，IGBT屬于硬開(kāi)關(guān)，存在通態(tài)損耗和開(kāi)關(guān)損耗，其中開(kāi)關(guān)損耗的大小同開(kāi)關(guān)頻率成正比，不僅一定程度上制約了開(kāi)關(guān)頻率的提高，更重要的是降低了IGBT整體的效率，從而降低了整個(gè)逆變器的效率。雖然，通過(guò)并聯(lián)一個(gè)反向二極管，作為保護(hù)IGBT的作用，然而，并不能避免開(kāi)關(guān)管的損耗。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型旨在至少在一定程度上解決上述相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題之一。
為此，本實(shí)用新型的目的在于提出一種逆變器。該逆變器中保護(hù)模塊串聯(lián)諧振模塊，實(shí)現(xiàn)了開(kāi)關(guān)管的零電流導(dǎo)通和零電壓關(guān)斷，避免開(kāi)關(guān)管的損耗，從而提高了整個(gè)逆變器的效率。
本實(shí)用新型的另一個(gè)目的是在于提供一種電機(jī)控制器。
本實(shí)用新型的在一個(gè)目的是在于提供一種車(chē)輛。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的第一方面提出的一種逆變器包括：濾波模塊，所述濾波模塊的一端與電源接口相連；逆變模塊，所述逆變模塊的輸入端與所述濾波模塊的另一端相連且輸出端與電機(jī)驅(qū)動(dòng)接口相連，所述逆變模塊包括開(kāi)關(guān)管和與所述開(kāi)關(guān)管并聯(lián)的保護(hù)模塊；諧振模塊，所述諧振模塊與所述保護(hù)模塊串聯(lián)，所述諧振模塊啟動(dòng)時(shí)，實(shí)現(xiàn)所述開(kāi)關(guān)管的零電流導(dǎo)通和零電壓關(guān)斷。
根據(jù)本實(shí)用新型的逆變器，保護(hù)模塊串聯(lián)諧振模塊，實(shí)現(xiàn)了開(kāi)關(guān)管的零電流導(dǎo)通和零電壓關(guān)斷，避免開(kāi)關(guān)管的損耗，從而提高了整個(gè)逆變器的效率。
另外，根據(jù)本實(shí)用新型上述的逆變器還可以具有如下附加的技術(shù)特征：
進(jìn)一步地，所述諧振模塊包括第一電感和第一電容，所述第一電感位于所述開(kāi)關(guān)管的前端，所述第一電容位于所述開(kāi)關(guān)管的后端。
進(jìn)一步地，還包括：電壓平衡模塊，所述電壓平衡模塊位于濾波模塊的一端和所述開(kāi)關(guān)管的后端之間。
進(jìn)一步地，還包括：第一二極管，所述第一二極管位于電壓平衡模塊和所述第一電容之間。
進(jìn)一步地，還包括：變壓器，所述變壓器位于所述逆變模塊的輸出端與所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)接口之間。
進(jìn)一步地，還包括：設(shè)置在所述變壓器和所述濾波模塊之間的限制電流流向的第二二極管，用于向所述濾波模塊釋放電壓。
進(jìn)一步地，所述濾波模塊為第二電容。
進(jìn)一步地，所述逆變模塊為橋式三相逆變電路。
進(jìn)一步地，所述開(kāi)關(guān)管為IGBT晶體管。
本實(shí)用新型的第二方面公開(kāi)了一種電機(jī)控制器，包括：根據(jù)上述第一方面任一個(gè)實(shí)施例所述的逆變器。該電機(jī)控制器中的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(即逆變器)具有開(kāi)關(guān)管的零電流導(dǎo)通和零電壓關(guān)斷的優(yōu)點(diǎn)，避免開(kāi)關(guān)管的損耗，從而提高了整個(gè)逆變器的效率。
本實(shí)用新型的第三方面公開(kāi)了一種車(chē)輛，包括：根據(jù)上述第二方面實(shí)施例所述的電機(jī)控制器。該車(chē)輛為電動(dòng)汽車(chē)或者混合動(dòng)力汽車(chē)，該車(chē)輛中的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(即逆變器)具有開(kāi)關(guān)管的零電流導(dǎo)通和零電壓關(guān)斷的優(yōu)點(diǎn)，避免開(kāi)關(guān)管的損耗，從而提高了整個(gè)逆變器的效率。
本實(shí)用新型的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本實(shí)用新型的實(shí)踐了解到。
附圖說(shuō)明
本實(shí)用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：
圖1是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的逆變器的結(jié)構(gòu)圖；以及
圖2是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的逆變器的電路圖。
具體實(shí)施方式
下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類(lèi)似的標(biāo)號(hào)表示相同或類(lèi)似的元件或具有相同或類(lèi)似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
以下結(jié)合附圖描述根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的逆變器、電機(jī)控制器及車(chē)輛。
圖1是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的逆變器的結(jié)構(gòu)圖。
如圖1所示，根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的逆變器100，包括：濾波模塊110、逆變模塊120和諧振模塊130。
其中，濾波模塊110的一端與電源300接口相連，濾波模塊110可以為第二電容111，如圖2所示，電容C1為濾波模塊110。逆變模塊120的輸入端與濾波模塊110的另一端相連且輸出端與電機(jī)200驅(qū)動(dòng)接口相連，逆變模塊120包括開(kāi)關(guān)管121和與開(kāi)關(guān)管121并聯(lián)的保護(hù)模塊122，逆變模塊120可以為橋式三相逆變電路，開(kāi)關(guān)管121可以為IGBT晶體管。
諧振模塊130與保護(hù)模塊122串聯(lián)，諧振模塊130啟動(dòng)時(shí)，實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)管121的零電流導(dǎo)通和零電壓關(guān)斷。
根據(jù)本實(shí)用新型的逆變器，保護(hù)模塊串聯(lián)諧振模塊，實(shí)現(xiàn)了開(kāi)關(guān)管的零電流導(dǎo)通和零電壓關(guān)斷，避免開(kāi)關(guān)管的損耗，從而提高了整個(gè)逆變器的效率。
諧振模塊130包括第一電感131和第一電容132，第一電感131位于開(kāi)關(guān)管121的前端，這樣可以使開(kāi)關(guān)管121導(dǎo)通時(shí)，流過(guò)開(kāi)關(guān)管121的電流變化率降低，從而使電流從0開(kāi)始緩慢增加，實(shí)現(xiàn)零電流導(dǎo)通，避免了電流突然增加而對(duì)開(kāi)關(guān)管121造成損傷，第一電容132位于開(kāi)關(guān)管121的后端，添加第一電容132使得開(kāi)關(guān)管121在關(guān)斷時(shí)刻，避免了開(kāi)關(guān)管121的端電壓突然為0對(duì)其造成的損耗，因?yàn)榈谝浑娙?32儲(chǔ)存一定的能量，當(dāng)端電壓突然為0時(shí)，第一電容132釋放電壓，流過(guò)開(kāi)關(guān)管121的電壓逐漸變?yōu)?，實(shí)現(xiàn)了零電壓關(guān)斷，如圖2所示，電感L1到L6為諧振模塊130的第一電感131，電容C4到C11為諧振模塊130的第一電容132。進(jìn)一步地，逆變器100還包括：電壓平衡模塊140，位于濾波模塊110的一端和開(kāi)關(guān)管121的后端之間，可以為一個(gè)電容，如圖2所示，電容C2、C3為電壓平衡模塊140，當(dāng)諧振模塊130的電壓大于電壓平衡模塊140時(shí)，將諧振模塊130多余的電壓向電壓平衡模塊140充電以達(dá)到平衡電路的作用。進(jìn)一步地，為了只能在諧振模塊130的能量大于電壓平衡模塊140時(shí)，將諧振模塊130中的第一電感131存儲(chǔ)的能量傳遞到電壓平衡模塊140中，在電壓平衡模塊140和第一電容132之間設(shè)置了一個(gè)限制電流流向的第一二極管150，如圖2所示，二極管D4到D9為第一二極管150。
結(jié)合圖2所示，逆變器100還包括：變壓器160，變壓器160位于逆變模塊120的輸出端與電機(jī)200驅(qū)動(dòng)接口之間。進(jìn)一步地，還包括：設(shè)置在變壓器160和濾波模塊110之間的限制電流流向的第二二極管170，如圖2所示，第二二極管為二極管D13，用于向?yàn)V波模塊110釋放電壓，即只有當(dāng)變壓器160中兩端的電壓大于濾波模塊110時(shí)，第二二極管170才導(dǎo)通，將諧振模塊130的第一電感131中的多余的電壓經(jīng)過(guò)變壓器160向?yàn)V波模塊110釋放。
結(jié)合圖2所示，開(kāi)關(guān)管121為開(kāi)關(guān)管Q1到Q6，保護(hù)模塊122為二極管D1到D3和D10到D12，本實(shí)用新型實(shí)施例的逆變器100的具體原理如下：當(dāng)開(kāi)關(guān)管Q1導(dǎo)通，開(kāi)關(guān)管Q4關(guān)斷時(shí)，電感L1、電感L4中存儲(chǔ)能量為0，輔助電路不工作。開(kāi)關(guān)管Q1進(jìn)行關(guān)斷、開(kāi)關(guān)管Q4導(dǎo)通過(guò)程中。電容C4和電容L3諧振，實(shí)現(xiàn)零電壓關(guān)斷，電感L4儲(chǔ)能，實(shí)現(xiàn)零電流導(dǎo)通。電容C9電壓大于電容C3后，二極管D7導(dǎo)通，電感L4中能量傳導(dǎo)進(jìn)電容C3，存儲(chǔ)能量歸零。下一狀態(tài)，變壓器160中存儲(chǔ)能量的電壓大于濾波模塊110,電感L1和電感L4釋放能量至濾波模塊110。變壓器160中電流為零后，開(kāi)關(guān)管Q1進(jìn)入導(dǎo)通，開(kāi)關(guān)管Q3關(guān)斷。開(kāi)關(guān)管Q4上續(xù)流二極管續(xù)流，開(kāi)關(guān)管Q4端電壓為0實(shí)現(xiàn)零電壓關(guān)斷，開(kāi)關(guān)管Q1上電感L1儲(chǔ)能，實(shí)現(xiàn)零電流開(kāi)通。電容C4上電壓大于電容C2后，電感L1釋放能量到電容C2。變壓器160兩端的電壓大于濾波模塊110后，二極管D13導(dǎo)通，實(shí)際上，流向?yàn)V波模塊110的電壓為電感L1和電感L4內(nèi)存儲(chǔ)的電壓，經(jīng)過(guò)變壓器160到濾波模塊110中，狀態(tài)復(fù)位繼續(xù)循環(huán)。
根據(jù)本實(shí)用新型的逆變器，保護(hù)模塊串聯(lián)諧振模塊，實(shí)現(xiàn)了開(kāi)關(guān)管的零電流導(dǎo)通和零電壓關(guān)斷，避免開(kāi)關(guān)管的損耗，從而提高了整個(gè)逆變器的效率。
進(jìn)一步地，本實(shí)用新型的實(shí)施例公開(kāi)了一種電機(jī)控制器，包括根據(jù)上述任意一項(xiàng)實(shí)施例所述的逆變器，該電機(jī)控制器的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(即逆變器)具有開(kāi)關(guān)管的零電流導(dǎo)通和零電壓關(guān)斷的優(yōu)點(diǎn)，避免開(kāi)關(guān)管的損耗，從而提高了整個(gè)逆變器的效率。
進(jìn)一步地，本實(shí)用新型的實(shí)施例公開(kāi)了一種車(chē)輛，包括根據(jù)上述實(shí)施例所述的電機(jī)控制器，該車(chē)輛為電動(dòng)汽車(chē)或者混合動(dòng)力汽車(chē)，該車(chē)輛中的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(即逆變器)具有開(kāi)關(guān)管的零電流導(dǎo)通和零電壓關(guān)斷的優(yōu)點(diǎn)，避免開(kāi)關(guān)管的損耗，從而提高了整個(gè)逆變器的效率。
此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個(gè)該特征。在本實(shí)用新型的描述中，“多個(gè)”的含義是至少兩個(gè)，例如兩個(gè)，三個(gè)等，除非另有明確具體的限定。
在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語(yǔ)應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本實(shí)用新型中的具體含義。
在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過(guò)中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本說(shuō)明書(shū)的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本實(shí)用新型的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書(shū)中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不必須針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說(shuō)明書(shū)中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。
盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。