本公開一般地涉及電力管理,并且更具體地,涉及使模塊化轉(zhuǎn)換器架構內(nèi)的并聯(lián)逆變器之間的電流平衡。
背景技術:
現(xiàn)代載具使用大量的電子裝置、電機、加熱器以及其它電動設備。電動機尤其普遍存在于現(xiàn)代載具(包括飛機)中,并且驅(qū)動從液壓泵到機艙風扇的一切。按照慣例,這些電動機中的每一個由獨立的電機控制器來驅(qū)動。各個電機控制器被調(diào)整大小以能夠在不過熱或失效的情況下在延長時間段內(nèi)承載以滿功率給它相應的電機供電所需要的最大量的電流(并且通常,為了安全還包括一些附加容量)。
結果,各個飛機攜帶許多電機控制器,其中的每一個大多數(shù)時間通常是過大的且未充分利用。換句話說,電機控制器包括足以在延長時間段內(nèi)以滿功率運行電機的容量外加安全余量,但是電機很少(如果有的話)以滿容量運行。這是因為電機本身具有內(nèi)置的一些安全余量并且因為大多數(shù)時間,電機在以更低需求方式操作(例如,機艙風扇不總是處于“高”)。另外,一些電機僅被偶爾或在特定飛行段期間使用,并且在其余時間未使用。結果,飛機的沉重昂貴的電機控制器的許多補充物在不活動或者顯著地在它們的額定功率輸出以下操作的情況下花費大多數(shù)它們的服務壽命。
為了更好地利用電機控制器容量,模塊化轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)能夠提供能夠獨自或者與其它并聯(lián)電機控制器并行地工作以滿足電力控制需要的多個模塊化、可指派的、可動態(tài)地重新配置的電機控制器。轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)必要時將并聯(lián)連接的一個或更多個控制器連接到飛機中的各個活動的電負載,以滿足現(xiàn)有的電力需求。增加對電機控制器的利用能夠在系統(tǒng)重量和成本方面提供對應的減少。
在模塊化轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的操作期間,多個并聯(lián)逆變器能夠并行地操作以給電動機或另一電負載供電。然而,并聯(lián)逆變器的載荷可能由于逆變器的制造容差和變化以及由布線電阻和電感和/或其它連接組件所導致的寄生元件而變化。結果,用相同的驅(qū)動信號驅(qū)動并聯(lián)逆變器可能導致不均勻的載荷。雖然能夠使用輸出端處的電感器來使來自并聯(lián)逆變器中的每一個的電流平衡,但是這些電感器往往在被用在高功率應用內(nèi)時是不適當大的且有損耗的。
技術實現(xiàn)要素:
一個示例提供了一種控制包括多個并聯(lián)逆變器單元的模塊化轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的電力輸出的方法,所述多個并聯(lián)逆變器單元包括具有至少第一相位輸出節(jié)點的第一逆變器單元以及具有至少第二相位輸出節(jié)點的第二逆變器單元。所述方法包括用初始驅(qū)動信號驅(qū)動所述第一逆變器單元和所述第二逆變器單元的開關元件以產(chǎn)生同相電力輸出,以及基于在所述第一相位輸出節(jié)點和所述第二相位輸出節(jié)點處的相應的第一電壓和第二電壓來確定選通驅(qū)動器偏移值。所述方法還包括基于所確定的選通驅(qū)動器偏移值來用后續(xù)驅(qū)動信號驅(qū)動所述第一逆變器單元和所述第二逆變器單元的開關元件,使得由所述第一逆變器單元和所述第二逆變器單元在產(chǎn)生所述同相電力輸出時提供的電流的相應的量被平衡。
另一示例提供了一種模塊化轉(zhuǎn)換器系統(tǒng),該模塊化轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)包括系統(tǒng)控制器以及并聯(lián)連接并且被配置為產(chǎn)生同相電力輸出的至少第一逆變器單元和第二逆變器單元。所述第一逆變器單元和所述第二逆變器單元中的各個逆變器單元分別包括具有連接在其之間的相位輸出節(jié)點的一對開關元件以及一對選通驅(qū)動器,各個選通驅(qū)動器被配置為從所述系統(tǒng)控制器接收相應的控制信號并且生成驅(qū)動信號以控制所述一對開關元件中的相應的一個的開關。所述系統(tǒng)控制器被配置為基于在所述第一逆變器單元和所述第二逆變器單元的相位輸出節(jié)點處的相應的電壓來確定選通驅(qū)動器偏移值,并且基于所確定的選通驅(qū)動器偏移值使用第一逆變器單元和第二逆變器單元來用后續(xù)驅(qū)動信號控制所述選通驅(qū)動器,使得由所述第一逆變器單元和所述第二逆變器單元在產(chǎn)生所述同相電力輸出時提供的電流的量被平衡。
另一示例提供了一種包括計算機程序代碼的非暫時性計算機可讀介質(zhì),所述計算機程序代碼當通過一個或更多個計算機處理器的操作來執(zhí)行時,執(zhí)行控制包括多個并聯(lián)逆變器單元的模塊化轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的電力輸出的操作。所述多個并聯(lián)逆變器單元包括具有至少第一相位輸出節(jié)點的第一逆變器單元以及具有至少第二相位輸出節(jié)點的第二逆變器單元。所述操作包括與多個選通驅(qū)動器進行通信以用初始驅(qū)動信號驅(qū)動所述第一逆變器單元和所述第二逆變器單元的開關元件以產(chǎn)生同相電力輸出,以及基于在所述第一相位輸出節(jié)點和所述第二相位輸出節(jié)點處的相應的第一電壓和第二電壓來確定選通驅(qū)動器偏移值。所述操作還包括與所述多個選通驅(qū)動器進行通信以基于所確定的選通驅(qū)動器偏移值來用后續(xù)驅(qū)動信號驅(qū)動所述第一逆變器單元和所述第二逆變器單元的開關元件,使得由所述第一逆變器單元和所述第二逆變器單元在產(chǎn)生所述同相電力輸出時提供的電流的相應的量被平衡。
已被討論的特征、功能和優(yōu)點可以被獨立地實現(xiàn)在各種示例中或者可以被組合在仍然其它的示例中,其另外的細節(jié)能夠參照以下描述和附圖被看到。
附圖說明
為了能夠詳細地理解本公開的以上記載的特征,可能已通過參照示例具有以上簡要地概括的本公開的更特定描述,示例中的一些被例示在附圖中。然而,應當注意,附圖僅例示本公開的典型示例并且因此將不被認為限制其范圍,因為本公開可以承認其它同樣地有效的示例。
圖1例示了根據(jù)一個示例的模塊化轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)。
圖2例示了根據(jù)一個示例的模塊化轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)內(nèi)的控制開關網(wǎng)絡和電力開關網(wǎng)絡。
圖3a例示了根據(jù)一個示例的模塊化逆變器的相橋臂內(nèi)的控制電路的布置。
圖3b和圖3c例示了根據(jù)一個示例的用于模塊化逆變器的控制電路內(nèi)的積分器的布置。
圖3d例示了根據(jù)一個示例的多相模塊化轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)內(nèi)的多個逆變器的布置。
圖4例示了根據(jù)一個示例的控制包括多個并聯(lián)逆變器單元的模塊化轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的電力輸出的方法。
圖5和圖6例示了根據(jù)一個示例的確定選通驅(qū)動器偏移值的方法。
為了方便理解,已經(jīng)在可能的情況下使用相同的附圖標記,以指定為圖所共有的相同的元件。設想了可以在沒有特定記載的情況下在其它示例上有利地利用一個示例中所公開的元件。除非具體地指出,否則這里參照的例示不應該被理解為按比例繪制。另外,為了呈現(xiàn)和說明的清楚,附圖常常被簡化并且細節(jié)或組件被省略。附圖和討論用來說明在下面所討論的原理,其中相同的名稱表示相同的元件。
具體實施方式
為了在模塊化轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的并聯(lián)的第一逆變器單元和第二逆變器單元之間提供電流平衡,系統(tǒng)控制器被配置為基于在所述第一逆變器單元和所述第二逆變器單元的相位輸出節(jié)點處的相應的電壓來確定選通驅(qū)動器偏移值。所述系統(tǒng)控制器基于所確定的選通驅(qū)動器偏移值針對所述第一逆變器單元和所述第二逆變器單元來控制選通驅(qū)動器。進而,所述選通驅(qū)動器用后續(xù)驅(qū)動信號驅(qū)動所述第一逆變器單元和所述第二逆變器單元,使得由所述第一逆變器單元和所述第二逆變器單元在產(chǎn)生同相電力輸出時提供的電流的量被平衡。
在一些示例中,所述系統(tǒng)控制器針對第一逆變器單元和第二逆變器單元中的每一個來計算相應的施加的伏特秒值,并且選通驅(qū)動器偏移值基于相應的計算出的施加的伏特秒值之間的差??梢栽谀孀兤鲉卧奶囟ㄩ_關循環(huán)期間獲取所計算出的施加的伏特秒值。
在一些示例中,所述模塊化轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)還包括與第一逆變器單元和第二逆變器單元中的每一個的相位輸出節(jié)點連接的一個或更多個積分器。各個積分器對在相位輸出節(jié)點中的一個處相對于至少一個基準電壓的輸出電壓進行積分。
參照圖1和圖2,模塊化轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)100能夠控制并聯(lián)模塊化逆變器125(也為“逆變器模塊”、“逆變器單元”)的系統(tǒng)以驅(qū)動多個和/或不同類型的ac或dc機器,諸如所描繪的電機140(即,電機m1、m2、m3)。模塊化轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)100包括并聯(lián)連接的多個逆變器125,其中的每一個能夠被配置為經(jīng)由可重新配置的控制開關網(wǎng)絡(csn)120接收嵌入在電機控制系統(tǒng)110中的多個電機控制算法115a、115b、115c(也為“控制算法”、“算法”)中的任一個。電機控制系統(tǒng)110可以包括一個或更多個電機控制器電路,其中的每一個被配置為操作一個或更多個電機140。并聯(lián)模塊化逆變器125中的每一個能夠被配置為經(jīng)由可重新配置的電力開關網(wǎng)絡(psn)130驅(qū)動在負載側的多個電負載(例如,諸如電機140的ac或dc機器)中的一個或更多個。在一些示例中,并聯(lián)模塊化逆變器125中的每一個向電負載提供輸出電力的一個相。在其它示例中,并聯(lián)模塊化逆變器125中的每一個向電負載提供輸出電力(例如,三相ac)的多個相。如圖2所示,逆變器125a包括被各自配置為提供三相信號220的單相位輸出215以驅(qū)動選擇的電負載的三個相橋臂210-1、210-2、210-3。
這個配置例如使得能實現(xiàn)動態(tài)地重新配置控制開關網(wǎng)絡120和電力開關網(wǎng)絡130二者的能力。另外,來自多個逆變器125的逆變器中的任一個是可訪問的以驅(qū)動在負載側的電負載(諸如電機140)中的任何一個,并且嵌入在電機控制系統(tǒng)110中的多個控制算法115a、115b、115c中的任何控制算法是可訪問的以控制多個逆變器125中的任一個。結果,一個或更多個逆變器125必要時能夠驅(qū)動一個電機140,以滿足負載要求,并且/或者能夠同時驅(qū)動在負載側的多個電機140,其中的每一個能夠被用一個或更多個逆變器125驅(qū)動。另外,能夠用相同的電機控制算法(例如,115a)或不同的電機控制算法(例如,一些用電機控制算法115a,一些用電機控制算法115b)同時驅(qū)動在負載側的多個電機140。
如圖1所示,系統(tǒng)100包括被配置為與載具控制器102進行通信以從載具控制器102獲得操作命令并且向載具控制器102提供模塊化轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)100的狀態(tài)信號和/或其它信息的系統(tǒng)控制器105。在一些示例中,系統(tǒng)控制器105也能夠與實時地驅(qū)動電機140并行地重新配置電力開關網(wǎng)絡130以提供適當數(shù)量的逆變器模塊125。換句話說,當來自電機140的負載增加時,系統(tǒng)控制器105能夠發(fā)信號通知電力開關網(wǎng)絡130并聯(lián)放置更多的逆變器125。相反地,當電機負載減小時,系統(tǒng)控制器105能夠發(fā)信號通知電力開關網(wǎng)絡130使一個或更多個逆變器125脫離。必要時,系統(tǒng)控制器105然后能夠?qū)⑺鼈兣c其它逆變器125并聯(lián)放置以驅(qū)動其它負載。
在一些示例中,系統(tǒng)控制器105也能夠使用csn控制信號122來重新配置控制開關網(wǎng)絡120,以將適當?shù)碾姍C控制算法115a、115b、115c作為電機控制信號117提供給驅(qū)動一個或更多個電機類型的逆變器125中的一個或更多個。逆變器125還可以向電機控制系統(tǒng)110和所選擇的電機控制算法115a、115b、115c提供反饋信號127,諸如電流和/或電壓值。由系統(tǒng)控制器105提供的電機控制算法115a、115b、115c的一些非限制性示例包括面向現(xiàn)場控制(foc)、直接轉(zhuǎn)矩控制(dtc)以及電壓/頻率控制(v/f)。不同的電機控制算法可能可用于高效地驅(qū)動所關聯(lián)的載具的各種電機類型(例如,感應電機、同步電機、永磁(pm)同步電機、無刷dc電機等)。例如,典型的飛機能夠包括用于主發(fā)動機的啟動器電機發(fā)電機(pm型電機)、沖壓空氣風扇(感應電機)、環(huán)境控制系統(tǒng)(ecs)壓縮機電機(pm型電機)以及一個或更多個同步電機,其中的全部可以具有不同的電力要求。
在一些示例中,系統(tǒng)控制器105也能夠(例如,經(jīng)由電機控制系統(tǒng)110)向?qū)碾姍C140發(fā)送例如但不限于電機速度、轉(zhuǎn)矩或功率基準值。在一些示例中,能夠在嵌入式控制器上存儲并運行系統(tǒng)控制器105。系統(tǒng)控制器105能夠包括例如但不限于微控制器、處理器、現(xiàn)場可編程門陣列(fgpa)或?qū)S眉呻娐?asic)。在一些示例中,系統(tǒng)控制器105能夠使用實時模擬器/仿真器或者能夠被實時地運行。
在一些示例中,電機控制器算法115a、115b、115c的數(shù)量能夠通過不同的電機負載的數(shù)量來確定。例如,如果系統(tǒng)100具有三個不同類型的電機140要驅(qū)動,則能夠開發(fā)三個電機控制器算法115a、115b、115c,其中各個電機控制算法115a、115b、115c特定于電機140。在另一示例中,如果所有三個電機140執(zhí)行相同的功能,則可能的是,能夠使用單個電機控制算法115a、115b或115c來給所有三個負載供電。
控制開關網(wǎng)絡120能夠動態(tài)地配置一個或更多個逆變器125,其中的每一個能夠通過經(jīng)由控制開關網(wǎng)絡120根據(jù)由系統(tǒng)控制器105提供的csn控制信號122所路由的特定控制算法115a、115b、115c或公共控制算法115a、115b、115c來驅(qū)動。在一些示例中,能夠使信號進入與離開控制開關網(wǎng)絡120之間的時間延遲最小化以改進電機驅(qū)動性能。
控制開關網(wǎng)絡120能夠具有基于軟件的或基于硬件的實施方式。在一些示例中,能夠在例如但不限于嵌入式控制器、實時模擬器或計算機上運行軟件編碼的控制開關網(wǎng)絡120。在其它示例中,能夠使用諸如例如但不限于復雜可編程邏輯器件(cpld)、asic或fpga的硬件裝置來實現(xiàn)控制開關網(wǎng)絡120。如圖2所示,控制開關網(wǎng)絡120的各個控制開關205(無論是基于軟件的還是基于硬件的)通過csn控制信號122來控制以將選擇的控制算法115與選擇的(多個)逆變器125連接。
在一些示例中,能夠使用來自系統(tǒng)控制器105的psn控制信號132來動態(tài)地配置電力開關網(wǎng)絡130,以連接一個或更多個逆變器125以按照來自電機控制系統(tǒng)110的一個或更多個特定控制算法115a、115b、115c驅(qū)動一個或更多個電機140。在一些示例中,電力開關網(wǎng)絡130能夠作為短路和/或過流保護裝置。在這種情況下,與短路或過流負載相關聯(lián)的(多個)電力開關130在檢測到故障時斷開。
電力開關網(wǎng)絡130能夠使用電力開關225來實現(xiàn),所述電力開關225的一些非限制性示例包括固態(tài)繼電器、機械繼電器、晶體管以及其它可控的電力開關。系統(tǒng)控制器105使用控制信號132來控制各個電力開關225。逆變器125將dc電力(即,圖1中的vdc)轉(zhuǎn)換為所請求的ac電力輸出(例如,具有不同的電壓電平、頻率、波形等)以按照所選擇的電機算法115a、115b、115c和系統(tǒng)控制器105驅(qū)動各種ac機器(例如,電機140)。逆變器125能夠包括例如但不限于絕緣柵雙極晶體管(igbt)、金屬氧化物半導體場效應晶體管(mosfet)以及雙極結晶體管(bjt)。
如圖2所示,控制開關網(wǎng)絡120包括足夠數(shù)量的控制開關205,使得各個電機控制算法115a、115b、115c能夠與逆變器125(即,逆變器125a、125b、125c、125d和/或125e)中的任何一個或更多個選擇性地且動態(tài)地連接。然而,在其它示例中,逆變器125和電機控制算法115a、115b、115c的特定組合當是不需要的或不可實行的時可以被省略,這能夠減少控制開關網(wǎng)絡120中包括的控制開關的數(shù)量。電力開關網(wǎng)絡130包括足夠數(shù)量的電力開關225,使得逆變器125中的每一個能夠與電負載(即,電機140)中的任何一個或更多個選擇性地且動態(tài)地連接。類似地,在其它示例中,可以省略逆變器125和電負載的特定組合以減少電力開關網(wǎng)絡130中包括的電力開關225的數(shù)量。雖然描繪了十五(15)個控制開關205(與三個電機控制算法115和五個逆變器125相對應)以及十五(15)個電力開關225(與五個逆變器125和三個電負載相對應),但是這些數(shù)量可以基于實施方式而變化。例如,并聯(lián)逆變器125的數(shù)量可以超過五個,諸如任何適合的數(shù)量n。因此,控制開關網(wǎng)絡120的維度將是3xn,并且電力開關網(wǎng)絡130的維度將是nx3。類似地,電機(或負載)140的數(shù)量可以超過三個,例如數(shù)量m。因此,電力開關網(wǎng)絡的維度將是nxm。
在一些示例中,模塊化轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)100被劃分成多個級。如所示,模塊化轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)100包括控制器級145和電力級150。能夠在與電力級150內(nèi)的組件不同的電力供應方式(regime)內(nèi)操作控制器級145內(nèi)的組件(例如,系統(tǒng)控制器105、電機控制系統(tǒng)110)。例如,控制器級145可以被以適合于操作控制器級組件的相對較低的電壓(例如,在大約1伏特(v)與20v之間)供電,而電力級150被用適合于產(chǎn)生驅(qū)動負載(諸如電機140)所需要的輸出電力的相對較高的電壓(例如,在大約100v與1000v或更大之間)供電。此外,在一些示例中,電力級150被配置為提供具有多個相的電力輸出(例如,三相ac輸出)以用于驅(qū)動負載。在這些示例中,逆變器125、電力開關網(wǎng)絡130與電機140之間的各個連接可以表示三相電力連接。通過將模塊化轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)100的組件分成多個級,不必調(diào)整控制器級145的組件的尺寸以處理電力級150的更高電壓和/或電流。結果,控制器級145可以通常包括更小和/或更低損耗的組件,從而減少模塊化逆變器系統(tǒng)100的重量并且改進模塊化逆變器系統(tǒng)100的效率。
在控制器級145與電力級150之間傳送的控制和/或反饋信號可以跨越被配置為防止電力級150的更高電壓(例如,大dc電壓)影響控制器級145的更低電壓組件的隔離勢壘。如所示,系統(tǒng)控制器105與電機控制系統(tǒng)110傳送控制信號107以選擇特定電機控制算法115。電機控制系統(tǒng)110將選擇的(多個)算法作為經(jīng)由控制開關網(wǎng)絡120內(nèi)選擇的(多個)路徑發(fā)送并且遞送給逆變器125的電機控制信號117來提供。電機140向電機控制算法115提供一個或更多個電機反饋信號142以用于更新的控制。電機反饋信號142的一些非限制性示例包括電流、電壓、速度和位置值。
在其它的示例中,模塊化轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)100能夠基于負載優(yōu)先級因子來指派負載。換句話說,如果例如由外部飛機系統(tǒng)(例如,由載具控制器102)請求的負載的數(shù)量比能夠由模塊化轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)100提供的大,則模塊化轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)100能夠通過負載優(yōu)先級因子來指派負載,其中更高優(yōu)先級負載在更低優(yōu)先級負載之前被供電。如果飛機(通過載具控制器102)做出對相對較大的負載的請求,例如,為了降低起落架,系統(tǒng)100能夠暫時重新指派逆變器125中的一些或全部以給與該起落架相關聯(lián)的電機140供電。當起落架向下并被鎖定時,進而,模塊化轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)100能夠?qū)⒛孀兤?25重新指派給它們先前的負載(或者給新的現(xiàn)有負載)。例如,能夠為了支持降低起落架而暫時停用機艙風扇,并且機艙風扇在起落架落下時被重新啟動。
在一些示例中,諸如當存在共同地超過模塊化轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)100的額定功率的過度的低優(yōu)先級負載時,模塊化轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)100可以以減小的設定給負載中的一些或全部供電。以這種方式,所有負載被供電,但是可以以更低速度或容量操作。所以,例如,飛機機艙風扇、照明和娛樂系統(tǒng)可能同時請求電力,超過模塊化轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)100額定。結果,模塊化轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)100能夠例如向娛樂系統(tǒng)提供滿功率,但是稍微降低機艙風扇速度和照明強度以降低總體電力需求。
圖3a例示了根據(jù)一個示例的模塊化逆變器的相橋臂內(nèi)的轉(zhuǎn)換器電路的布置。在模塊化轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)(例如,以上所描述的模塊化轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)100、200)的一個實施方式中,布置300表示提供單相電力輸出的模塊化逆變器125。在模塊化轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的多相實施方式中,布置300表示被配置為與其它逆變器125的相橋臂210并聯(lián)連接的模塊化逆變器125的相橋臂210。雖然圖3a提供了與單個逆變器或單個逆變器相橋臂210有關的感測和控制電路302的詳細例示,但是普通技術人員將理解,可以基于模塊化轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的實施方式來提供多個同樣的該電路。使用圖2的示例,五個逆變器125a至125e中的每一個包括三個相應的相橋臂210-1、210-2和210-3,從而導致總共十五個相同的圖3a中的控制電路302。如所示,布置300包括通過電力開關網(wǎng)絡配置為向公共負載提供電力的多個并聯(lián)逆變器125a、125b。模塊化逆變器125包括與系統(tǒng)控制器105連接并且配置為操作逆變器304的開關330-1、330-2(也為“開關元件”330)的控制電路302。開關330-1、330-2具有連接在其之間的相位輸出節(jié)點340。開關330-1、330-2可以具有任何適合的實施方式,諸如絕緣柵雙極晶體管(igbt)、金屬氧化物半導體場效應晶體管(mosfet)、雙極結晶體管(bjt)等。相位輸出節(jié)點340承載電力輸出215。電源342提供用來生成電力輸出215的電力,并且逆變器304根據(jù)由驅(qū)動信號326-1、326-2指示的開關定時來控制電力輸出215的波形。電源342向逆變器304提供基準電壓vdc+、vdc-,其如所示對應于在它們之間具有地電位的預定電壓vs和-vs。電源342的其它配置是可能的,諸如在地電位的vdc-。
開關元件330-1、330-2可以被設計為具有預定相對的開關強度或其它相對的開關特性,但是在操作期間可能由于制造容差、基于附近組件的寄生元件的存在等而與所設計的稍微不同地表現(xiàn)。換句話說,開關330-1、330-2能夠在操作上彼此不同,并且/或者能夠與由選通驅(qū)動器325-1、325-2提供的驅(qū)動信號326-1、326-2的期望結果不同。
在操作期間,系統(tǒng)控制器105向控制電路302提供被用來選擇電機控制算法(未示出;圖1、圖2的115a、115b、115c)以提供電機控制信號117a、117b的控制信號107以控制模塊化逆變器125。為了防止高電壓dc信號從模塊化逆變器125跨越到系統(tǒng)控制器105,隔離勢壘315沿著用于電機控制信號117a、117b的各個路徑布置。隔離勢壘315可以具有用于電隔離的任何適合的實施方式,諸如x類或y類電容器。控制電路302也包括位于隔離勢壘315與選通驅(qū)動器325-1、325-2之間的保護邏輯320,其可以具有用于在特定操作條件期間保護負載的任何適合的實施方式,諸如包括用硬件和/或軟件實現(xiàn)的短路檢測邏輯、過載檢測邏輯、過溫檢測邏輯等。如果這些操作條件中的任一個被檢測到,則保護邏輯320中斷(多個)特定電機控制信號117a和/或117b到(多個)選通驅(qū)動器325-1、325-2的遞送以防止對已連接負載的過度磨損或損壞。電機控制信號117a和117b作為相應的控制信號345a、345b被提供給選通驅(qū)動器325-1、325-2?;诳刂菩盘?45a、345b,選通驅(qū)動器325-1、326-2為開關330-1、330-2生成驅(qū)動信號326-1、326-2以提供電力輸出215的期望波形。在一些示例中,電力輸出215作為用于驅(qū)動負載的脈沖寬度調(diào)制(pwm)波形被提供。
控制電路302包括與相位輸出節(jié)點340并與基準電壓連接的一個或更多個積分器335-1、335-2。在一些示例中,積分器335-1、335-2是被配置為提供對相位輸出節(jié)點340上的電壓的連續(xù)采樣的模擬積分器(例如,運算放大器積分器)。雖然其它類型的積分器的使用是可能的,然而模擬積分器通常優(yōu)于數(shù)字積分器提供數(shù)個優(yōu)點。數(shù)字積分器要集成在布置300內(nèi)可能是更復雜的和/或昂貴的。檢測可能大約為開關的接通時間的百分比的一小部分的不同逆變器125之間的占空比差需要大量的樣本。例如,以對脈沖寬度調(diào)制(pwm)實施方式不常見的幾十或幾百千赫茲(khz)對電力輸出215的適合的采樣可能需要采樣頻率很好地進入兆赫茲(mhz)范圍中。模擬積分器通過比較來提供具有增加的保真度和分辨率的電力輸出215的時間連續(xù)積分。模擬積分器也跨越隔離邊界315向系統(tǒng)控制器105提供單個模擬值,從而降低帶寬要求。
如所示,積分器335-1與相位輸出節(jié)點340和vdc+連接,并且積分器335-2與相位輸出節(jié)點340和vdc-連接。積分器335-1、335-2中的每一個被配置為在驅(qū)動信號326-1、326-2的一個或更多個開關循環(huán)期間積分,并且跨越隔離勢壘315向系統(tǒng)控制器105發(fā)送輸出信號。系統(tǒng)控制器105包括被配置為將來自積分器335-1、335-2的輸出信號轉(zhuǎn)換成對應的離散值的模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器(adc)305。
與不同的開關330相對應的值可以由系統(tǒng)控制器105對照彼此和/或?qū)φ镇?qū)動信號326-1、326-2的期望結果來比較,以確定開關330是否正如預期那樣或者按某個誤差操作。在一些示例中,系統(tǒng)控制器105計算與各個開關330-1、330-2相對應的施加的伏特秒值312。例如,在特定開關循環(huán)期間,選通驅(qū)動器325-1向開關330-1提供被配置為對輸出節(jié)點340施加1000伏特(v)達一個(1)毫秒(ms)持續(xù)時間(1.000v-s的期望的施加的伏特秒值)的驅(qū)動信號326-1。這些值是為簡單化計算而提供的,并且可以基于逆變器125的實施方式以及已連接負載的電力要求而變化。由于開關330-1的容差和/或寄生元件,假定實際上施加到開關330-1的所計算出的施加的伏特秒值312是與0.001v-s的誤差相對應的1.001v-s。
在一些示例中,系統(tǒng)控制器105還被配置為基于所確定的誤差來計算一個或更多個選通驅(qū)動器偏移310。選通驅(qū)動器偏移310可以具有用于調(diào)整驅(qū)動信號326-1的定時(或占空比)的任何適合的形式。將所計算出的(多個)選通驅(qū)動器偏移310應用于選通驅(qū)動器325-1調(diào)整開關330-1的所關聯(lián)的定時并且減少或者消除所期望施加的伏特秒值與實際施加的伏特秒值之間的誤差。因此,在當前示例中,系統(tǒng)控制器對控制信號107應用選通驅(qū)動器偏移310,這進而影響控制信號345a并且使開關330-1減小其占空比,使得實際上施加到開關330-1的所計算出的施加的伏特秒值312是所期望的1.000v-s。
圖3b和圖3c例示了模塊化轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)內(nèi)的積分器的供替換的布置。如上所述,圖3a的布置300將逆變器125描繪為包括與相位輸出節(jié)點340和第一電壓軌(vdc+)連接的第一積分器335-1以及與相位輸出節(jié)點340和第二電壓軌(vdc-)連接的第二積分器335-2。布置350(圖3b)包括用于逆變器125的單個積分器335,并且該積分器335被配置為測量在相位輸出節(jié)點340上的參考地電位的電壓。
布置355(圖3c)包括被配置為測量在相位輸出節(jié)點340上的參考地電位的電壓的多個積分器335a、335b。可以使用諸如多路轉(zhuǎn)接器360的開關布置來向adc305選擇性地提供積分器335a、335b的測量結果。選擇信號365可以由系統(tǒng)控制器105(未示出)提供。在一些示例中,可以按照交替模式從積分器335a、335b提供測量結果以提供增加的準確性。
如以上所討論的,積分器335-1、335-2中的每一個被配置為在驅(qū)動信號326-1、326-2的一個或更多個開關循環(huán)期間積分??梢允褂锰峁┙o積分器335-1、335-2的重置信號來周期性地重置由積分器335-1、335-2執(zhí)行的測量結果。在一些示例中,針對選通驅(qū)動器325-1、325-2的控制信號345a、345b能夠提供適合的重置信號。例如,控制信號345a、345b的上升沿能夠指示特定開關循環(huán)的完成并且可以被用來觸發(fā)積分器335-1、335-2的重置。在其它示例中,系統(tǒng)控制器105可以為積分器335-1、335-2生成不同的重置信號(未示出)。
重置積分器335-1、335-2通常不是瞬時事件。在包括反饋電容器的模擬積分器的示例中,重置積分器可以包括使開關閉合以根據(jù)關聯(lián)的時間常數(shù)使反饋電容器放電。因此,在一些時間段期間,積分器335-1、335-2不對相位輸出節(jié)點340的電壓值進行積分,可能對得到的測量結果有影響。
布置355(圖3c)提供用于改進測量準確性的一個手段。在通過第一重置信號控制的第一積分器335a的重置(即,重置1)期間,adc305從第二非重置積分器335b接收測量結果以更完整地捕獲相位輸出節(jié)點340的電壓值。在通過第二重置信號控制的第二積分器335b的重置(即,重置2)期間,adc305從第一非重置積分器335a接收測量結果??刂贫嗦忿D(zhuǎn)接器360的選擇信號365可以是從系統(tǒng)控制器105(未示出)提供的單獨的信號或者可以基于第一重置信號和/或第二重置信號的邏輯組合。
用于調(diào)整測量結果以對重置周期進行補償?shù)钠渌夹g也是可能的。例如,系統(tǒng)控制器105(未示出)可以針對與重置周期相對應的adc305的(多個)測量結果執(zhí)行數(shù)學外插法。這個方法在電磁干擾(emi)串擾(諸如由布置300、350、355的其它開關元件引入的噪聲)被相對很好地控制的情況下可能是可實行的。
雖然關于單相電力輸出215具體地討論了各種布置300、350、355,但是普通技術人員將理解,這些技術可以被應用于多相逆變器模塊(例如,與驅(qū)動多相負載相對應)并且可以跨越兩個或更多個模塊化逆變器的操作被應用。
布置300、350、355的其它實施方式是可能的。在一個供替換的示例中,系統(tǒng)控制器105和adc305位于隔離邊界315的“電力側”(即,與選通驅(qū)動器325-1、325-2和開關330-1、330-2一起)。這種實施方式將通常需要跨越隔離邊界315的增加的帶寬,因為可能仍然需要系統(tǒng)控制器105以不同的電力供應方式與外部載具控制器和/或其它控制元件進行通信。在另一供替換的示例中,可以在選通驅(qū)動器325-1、325-2與在相位輸出節(jié)點340a處進行的電壓測量之間提供快速控制回路,這在一些情況下可以被用來代替系統(tǒng)控制器105實現(xiàn)選通驅(qū)動器偏移310。在其它情況下,系統(tǒng)控制器105提供選通驅(qū)動器偏移310并且快速控制回路提供對與選通驅(qū)動器偏移310相比相對較小的驅(qū)動信號326-1、326-2的調(diào)整。
圖3d例示了根據(jù)一個示例的多相模塊化轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)內(nèi)的多個逆變器的布置375。更具體地,布置375例示了與用于針對模塊化逆變器調(diào)整選通驅(qū)動器的操作的以上所討論的那些技術類似的技術可以被用來平衡多相模塊化轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的逆變器模塊之間的電流產(chǎn)生。
逆變器單元125a和125b被類似地配置,各自具有帶三個相位輸出節(jié)點340的三個相橋臂。盡管未顯式地示出,然而假定逆變器單元125c至125e也被類似地配置用于三相操作。如所示,相位輸出節(jié)點340-1和340-4連接在一起(以及與逆變器單元125c至125e的相位輸出節(jié)點連接)以產(chǎn)生具有第一相位的電力輸出215-1。換句話說,相橋臂210-1和210-4并聯(lián)鏈接。相位輸出節(jié)點340-2和340-5連接在一起(再者,與逆變器單元125c至125e的相位輸出節(jié)點連接)以產(chǎn)生具有第二相位的電力輸出215-2。相位輸出節(jié)點340-3和340-6連接在一起(再者,與逆變器單元125c至125e的相位輸出節(jié)點連接)以產(chǎn)生具有第三相位的電力輸出215-3。
然而,即使在逆變器單元125a至125e共享相同實施方式的示例中,逆變器單元125a至125e的逆變器304中的每一個也可能由于制造容差、基于附近組件的寄生元件的存在等而在操作期間稍微不同地表現(xiàn)。逆變器304可能在操作上彼此不同,并且/或者能夠與由控制電路302提供給逆變器304的驅(qū)動信號的期望結果不同。
為了減輕這些差異,包括在各個相橋臂210中的控制電路302對所對應的相位輸出節(jié)點340上的電壓進行采樣,并且與系統(tǒng)控制器105傳送這些電壓。系統(tǒng)控制器105可以針對相位輸出節(jié)點340中的每一個來計算施加的伏特秒值,所計算的伏特秒值然后可以被比較以確定逆變器125a至125e中的任一個是否具有不均勻的載荷。系統(tǒng)控制器105也可以生成一個或更多個選通驅(qū)動器偏移以控制逆變器304的后續(xù)操作,以減輕任何不均勻的載荷和/或期望的施加的伏特秒值與由逆變器304實際上施加的值之間的誤差。
使用前一個示例,假定系統(tǒng)控制器105向并聯(lián)相橋臂210-1、210-4發(fā)送被配置為使對應的逆變器304對輸出節(jié)點340-1、340-4施加1000v達1ms持續(xù)時間的控制信號(即,1.000v-s的期望值)。由于逆變器304的容差和/寄生元件,假定由系統(tǒng)控制器105計算出的所施加的伏特秒值是給相橋臂210-1的1.001v-s以及給相橋臂210-4的0.999v-s。
在一個示例中,系統(tǒng)控制器105對相橋臂210-1應用計算出的選通驅(qū)動器偏移以減小所對應的逆變器的占空比以和針對相橋臂210-4的0.999v-s值匹配。作為一個另選方案,系統(tǒng)控制器105對相橋臂210-4應用計算出的選通驅(qū)動器偏移以施加1000v達更長時段并且和針對相橋臂210-1的1.001v-s值匹配。作為一個另選方案,系統(tǒng)控制器105對兩個相橋臂210-1、210-4應用選通驅(qū)動器偏移以使來自逆變器的輸出平衡并且校正所計算出的施加的伏特秒值(即,1.001v-s、0.999v-s)與驅(qū)動信號的期望結果(即,1.000v-s)之間的差。
圖4例示了根據(jù)一個示例的控制包括多個并聯(lián)逆變器單元的模塊化轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的電力輸出的方法。通常,可以與以上所討論的模塊化轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)100、200以及布置300、350、355、375的示例中的任一個一致地執(zhí)行方法400。
方法400在塊405處開始,其中第一逆變器單元和第二逆變器單元的開關元件被用初始驅(qū)動信號驅(qū)動以產(chǎn)生同相電力輸出。第一逆變器單元和第二逆變器單元可以各自包括使用電力開關網(wǎng)絡并聯(lián)在一起的不同的相橋臂。驅(qū)動信號可以由第一逆變器單元和第二逆變器單元的選通驅(qū)動器來執(zhí)行。在一些示例中,用于第一逆變器單元和第二逆變器單元的初始驅(qū)動信號是相同的,但是這不是要求。
在塊415處,選通驅(qū)動器偏移值是基于在相應的第一逆變器單元和第二逆變器單元的第一相位輸出節(jié)點和第二相位輸出節(jié)點處的相應的第一電壓和第二電壓而確定的。確定選通驅(qū)動器偏移值可以由與第一逆變器單元和第二逆變器單元連接的系統(tǒng)控制器或者可選地由與選通驅(qū)動器和相位輸出節(jié)點連接的一個或更多個局部快速控制回路來確定。
在一些示例中,確定選通驅(qū)動器偏移值包括使用與第一相位輸出節(jié)點和第二相位輸出節(jié)點中的每一個連接的至少一個積分器來對相對于至少一個基準電壓的第一電壓和第二電壓中的每一個進行積分。在一些示例中,確定選通驅(qū)動器偏移值包括針對第一逆變器單元和第二逆變器單元中的每一個來計算相應的施加的伏特秒值。選通驅(qū)動器偏移值基于相應的計算出的施加的伏特秒值之間的差,所述差指示第一逆變器單元與第二逆變器單元之間的載荷的不平衡。選通驅(qū)動器偏移值可以進一步基于所計算出的施加的伏特秒值與驅(qū)動信號的期望結果之間的差。
在塊425處,第一逆變器單元和第二逆變器單元的開關元件被用后續(xù)驅(qū)動信號驅(qū)動,使得由第一逆變器單元和第二逆變器單元在產(chǎn)生同相電力輸出時提供的電流的相應的量被平衡。用于第一逆變器單元和第二逆變器單元中的一個或二者的后續(xù)驅(qū)動信號可以使用所確定的選通驅(qū)動器偏移值來調(diào)整。后續(xù)驅(qū)動信號也可以使第一逆變器單元和第二逆變器單元產(chǎn)生驅(qū)動信號的期望結果。方法400在塊425的完成之后結束。
圖5和圖6例示了根據(jù)一個示例的確定選通驅(qū)動器偏移值的方法。方法500和方法600中的每一個表示方法400的塊415的可能的實施方式,其中選通驅(qū)動器偏移值是基于在相應的第一逆變器單元和第二逆變器單元的第一相位輸出節(jié)點和第二相位輸出節(jié)點處的相應的第一電壓和第二電壓而確定的。
方法500在塊505處開始,其中與第一相位輸出節(jié)點和第二相位輸出節(jié)點連接的至少一個積分器對相對于至少一個基準電壓的第一電壓和第二電壓中的每一個進行積分。基準電壓可以是被配置為給逆變器單元供電的電壓軌。在可選塊515和525處,針對提供給第一逆變器單元和第二逆變器單元的選通驅(qū)動器的控制信號檢測上升沿。積分器在開關循環(huán)完成時被重置,這由所檢測到的上升沿來指示。在供替換的示例中,可以使用控制信號的下降沿或被配置為重置積分器的單獨的控制信號。在塊535處,系統(tǒng)控制器針對第一逆變器單元和第二逆變器單元中的每一個來計算相應的施加的伏特秒值。選通驅(qū)動器偏移值基于相應的計算出的施加的伏特秒值之間的差。方法500在塊505的完成之后結束。
方法600通常適用于諸如圖3c所示的具有與特定相位輸出節(jié)點連接的多個積分器的實施方式。例如,第一逆變器單元的相位輸出節(jié)點可以具有第一對積分器,并且第二逆變器單元的相位輸出節(jié)點可以具有第二對積分器。方法600在塊605處開始,其中,在第一逆變器單元和第二逆變器單元的第一開關循環(huán)期間,第一積分器對第一電壓和第二電壓中的每一個進行積分。在可選塊615處,第一積分器在第一開關循環(huán)完成時,例如基于檢測到的控制信號的上升或下降沿,被重置。在塊625處,在第一逆變器單元和第二逆變器單元的第二開關循環(huán)期間,第二積分器對第一電壓和第二電壓中的每一個進行積分。塊615和625可能在時間上至少部分地重疊,使得電壓的測量結果不管第一積分器的偶爾重置如何,都能是基本上連續(xù)的。在可選塊635處,第二積分器在第二開關循環(huán)完成時被重置。方法600在塊635的完成之后結束。在供替換的示例中,方法600重復,從塊635返回到塊605。在這種情況下,塊635和605可能在時間上至少部分地重疊。
本公開的各種示例的描述已被呈現(xiàn)用于例示的目的,但是不旨在為詳盡的或者限于所公開的示例。在不脫離所描述的示例的范圍和精神的情況下,許多修改和變化對于本領域普通技術人員而言將是顯而易見的。本文所使用的術語被選擇來最好地說明示例的原理、實際應用或?qū)κ袌鲋邪l(fā)現(xiàn)的技術的技術改進,或者使得本領域普通技術人員能夠理解本文所公開的示例。
如由本領域技術人員將了解的,本公開的方面可以作為系統(tǒng)、方法或計算機程序產(chǎn)品被具體實現(xiàn)。因此,本公開的方面可以采取全硬件示例、全軟件示例(包括固件、駐留軟件、微碼等)或組合全部通常可以在本文中被稱為“電路”、“模塊”或“系統(tǒng)”的軟件和硬件方面的示例的形式。此外,本公開的方面可以采取具體實現(xiàn)在具有具體實現(xiàn)在其上的計算機可讀程序代碼的一個或更多個計算機可讀介質(zhì)中的計算機程序產(chǎn)品的形式。
可以利用一個或更多個計算機可讀介質(zhì)的任何組合。計算機可讀介質(zhì)可以是計算機可讀信號介質(zhì)或計算機可讀存儲介質(zhì)。計算機可讀存儲介質(zhì)可以是例如但不限于電子、磁、光學、電磁、紅外或半導體系統(tǒng)、設備或裝置,或上述的任何適合的組合。計算機可讀存儲介質(zhì)的更特定示例(非詳盡列表)將包括下列的:具有一個或更多個電線的電連接、便攜式計算機磁盤、硬盤、隨機存取存儲器(ram)、只讀存儲器(rom)、可擦可編程只讀存儲器(eprom或閃速存儲器)、光纖、便攜式緊致盤只讀存儲器(cd-rom)、光學存儲裝置、磁存儲裝置,或上述的任何適合的組合。在本文的上下文中,計算機可讀存儲介質(zhì)可以是能夠包含或者存儲程序以供由指令執(zhí)行系統(tǒng)、設備或裝置使用或者連同指令執(zhí)行系統(tǒng)、設備或裝置一起使用的任何有形介質(zhì)。
計算機可讀信號介質(zhì)可以包括在其中(例如,在基帶中或作為載波的一部分)具體實現(xiàn)有計算機可讀程序代碼的傳播數(shù)據(jù)信號。這種傳播信號可以采取各種形式中的任一種,包括但不限于電磁、光學或其任何適合的組合。計算機可讀信號介質(zhì)可以是不為計算機可讀存儲介質(zhì)并且能夠傳送、傳播或者傳輸程序以供由指令執(zhí)行系統(tǒng)、設備或裝置使用或者與指令執(zhí)行系統(tǒng)、設備或裝置一起使用的任何計算機可讀介質(zhì)。
具體實現(xiàn)在計算機可讀介質(zhì)上的程序代碼可以使用任何適當?shù)慕橘|(zhì)(包括但不限于無線、有線線路、光纖電纜、rf等,或上述的任何適合的組合)來發(fā)送。
用于為本公開的方面而執(zhí)行操作的計算機程序代碼可以用一個或更多個編程語言(包括諸如java、smalltalk、c++等的面向?qū)ο缶幊陶Z言以及常規(guī)的過程編程語言,諸如“c”編程語言或類似的編程語言)的任何組合來編寫。程序代碼可以完全在用戶的計算機上、部分地在用戶的計算機上、作為獨立軟件包、部分地在用戶的計算機上并且部分地在遠程計算機上或者完全在遠程計算機或服務器上執(zhí)行。在后者場景中,遠程計算機可以通過任何類型的網(wǎng)絡(包括局域網(wǎng)(lan)或廣域網(wǎng)(wan))連接到用戶的計算機,或者可以(例如,通過使用互聯(lián)網(wǎng)服務提供商的互聯(lián)網(wǎng))做出到外部計算機的連接。
本公開的方面在上面參照根據(jù)本公開的示例的方法、設備(系統(tǒng))以及計算機程序產(chǎn)品的流程圖例示和/或框圖被描述。應當理解,流程圖例示和/或框圖的各個塊以及流程圖例示和/或框圖中的塊的組合能夠通過計算機程序指令來實現(xiàn)??梢詫⑦@些計算機程序指令提供給通用計算機、專用計算機或其它可編程數(shù)據(jù)處理設備的處理器以產(chǎn)生機器,使得經(jīng)由計算機或其它可編程數(shù)據(jù)處理設備的處理器執(zhí)行的指令創(chuàng)建用于實現(xiàn)流程圖和/或一個或多個框圖塊中所指定的功能/行為的手段。
也可以將這些計算機程序指令存儲在能夠控制計算機、其它可編程數(shù)據(jù)處理設備和/或其它裝置以特定方式起作用的計算機可讀介質(zhì)中,使得存儲在計算機可讀介質(zhì)中的指令產(chǎn)生包括實現(xiàn)流程圖和/或一個或多個框圖塊中所指定的功能/行為的指令的制品。
也可以將計算機程序指令加載到計算機、其它可編程數(shù)據(jù)處理設備或其它裝置上,以在該計算機、其它可編程設備或其它裝置上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計算機實現(xiàn)的過程,使得在該計算機或其它可編程設備上執(zhí)行的指令提供用于實現(xiàn)流程圖和/或一個或多個框圖塊中所指定的功能/行為的過程。
圖中的流程圖和框圖例示了根據(jù)本公開的各種示例的系統(tǒng)、方法和計算機程序產(chǎn)品的可能的實施方式的架構、功能性和操作。在這點上,流程圖或框圖中的各個塊可以表示模塊、段或指令中的包括用于實現(xiàn)所指定的邏輯功能的一個或更多個可執(zhí)行指令的一部分。在一些另選的實施方式中,塊中指出的功能可以不按圖中指出的順序發(fā)生。例如,取決于所牽涉的功能性,事實上可以大體上同時執(zhí)行相繼示出的兩個塊,或者有時可以按相反順序執(zhí)行這些塊。還應當注意,框圖和/或流程圖例示的各個塊以及框圖和/或流程圖例示中的塊的組合能夠由執(zhí)行所指定的功能或行為或者執(zhí)行專用硬件和計算機指令的組合的基于專用硬件的系統(tǒng)來實現(xiàn)。
此外,本公開包括根據(jù)以下條款的示例:
條款1.一種控制包括多個并聯(lián)逆變器單元(125)的模塊化轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)(100、200)的電力輸出的方法(400),所述多個并聯(lián)逆變器單元包括具有至少第一相位輸出節(jié)點(340-1)的第一逆變器單元(125a)以及具有至少第二相位輸出節(jié)點(340-4)的第二逆變器單元(125b),所述方法包括:用初始驅(qū)動信號(326-1、326-2)驅(qū)動(405)所述第一逆變器單元和所述第二逆變器單元的開關元件(330-1、330-2)以產(chǎn)生同相電力輸出(215-1);基于在所述第一相位輸出節(jié)點和所述第二相位輸出節(jié)點處的相應的第一電壓和第二電壓來確定(415)選通驅(qū)動器偏移值(310);以及基于所確定的選通驅(qū)動器偏移值來用后續(xù)驅(qū)動信號(326-1、326-2)驅(qū)動(425)所述第一逆變器單元和所述第二逆變器單元的開關元件,使得由所述第一逆變器單元和所述第二逆變器單元在產(chǎn)生所述同相電力輸出時提供的電流的相應的量被平衡。
條款2.根據(jù)條款1所述的方法,其中,確定所述選通驅(qū)動器偏移值包括:針對所述第一逆變器單元和所述第二逆變器單元中的每一個來計算(535)相應的施加的伏特秒值(312),其中,所述選通驅(qū)動器偏移值基于計算出的所述相應的施加的伏特秒值之間的差。
條款3.根據(jù)條款1所述的方法,其中,所述第一相位輸出節(jié)點和所述第二相位輸出節(jié)點中的每一個與所述模塊化轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的至少一個積分器(335-1、335-2)連接,其中,確定所述選通驅(qū)動器偏移值包括:使用所述至少一個積分器來對相對于至少一個基準電壓(vdc+、vdc-)的所述第一電壓和所述第二電壓中的每一個進行積分。
條款4.根據(jù)條款3所述的方法,其中,所述至少一個基準電壓包括系統(tǒng)地。
條款5.根據(jù)條款3所述的方法,其中,對所述第一電壓和所述第二電壓中的每一個進行積分在所述第一逆變器單元和所述第二逆變器單元的開關循環(huán)期間發(fā)生,所述方法還包括:在所述開關循環(huán)完成時重置(525)所述積分器。
條款6.根據(jù)條款5所述的方法,其中,所述積分器的重置在檢測到(515)提供給所述第一逆變器單元和所述第二逆變器單元的選通驅(qū)動器的控制信號(345a、345b)的上升沿時發(fā)生。
條款7.根據(jù)條款3所述的方法,其中,所述至少一個積分器包括第一積分器和第二積分器(335a、335b),所述方法還包括:在所述第一逆變器單元和所述第二逆變器單元的第一開關循環(huán)期間使用所述第一積分器來對所述第一電壓和所述第二電壓中的每一個進行積分;以及在所述第一逆變器單元和所述第二逆變器單元的第二開關循環(huán)期間使用所述第二積分器來對所述第一電壓和所述第二電壓中的每一個進行積分。
條款8.一種模塊化轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)(100、200),包括:系統(tǒng)控制器(105);以及并聯(lián)連接并且被配置為產(chǎn)生同相電力輸出(215-1、215-2、215-3)的至少第一逆變器單元和第二逆變器單元(125a、125b),所述第一逆變器單元和所述第二逆變器單元中的各個逆變器單元分別包括:具有連接在其之間的相位輸出節(jié)點(340)的一對開關元件(330-1、330-2)以及一對選通驅(qū)動器(325-1、325-2),各個選通驅(qū)動器被配置為從所述系統(tǒng)控制器接收相應的控制信號(345a、345b)并且生成驅(qū)動信號(326-1、326-2)以控制所述一對開關元件中的相應的一個的開關,其中,所述系統(tǒng)控制器被配置為:基于在所述第一逆變器單元和所述第二逆變器單元的相位輸出節(jié)點處的相應的電壓來確定選通驅(qū)動器偏移值(310),并且基于所確定的選通驅(qū)動器偏移值使用第一逆變器單元和第二逆變器單元來用后續(xù)驅(qū)動信號(326-1、326-2)控制所述選通驅(qū)動器,使得由所述第一逆變器單元和所述第二逆變器單元在產(chǎn)生所述同相電力輸出時提供的電流的量被平衡。
條款9.根據(jù)條款8所述的模塊化轉(zhuǎn)換器系統(tǒng),其中,所述系統(tǒng)控制器還被配置為針對所述第一逆變器單元和所述第二逆變器單元中的每一個來計算相應的施加的伏特秒值(312),其中,所述選通驅(qū)動器偏移值基于計算出的所述相應的施加的伏特秒值之間的差。
條款10.根據(jù)條款8所述的模塊化轉(zhuǎn)換器系統(tǒng),還包括:與所述第一逆變器單元的相位輸出節(jié)點連接的一個或更多個第一積分器(335-1、335-2);以及與所述第二逆變器單元的相位輸出節(jié)點連接的一個或更多個第二積分器(335-1、335-2),其中,確定所述選通驅(qū)動器偏移值包括:使用所述一個或更多個第一積分器和所述一個或更多個第二積分器來對相對于至少一個基準電壓(vdc+、vdc-)的所述第一電壓和所述第二電壓中的每一個進行積分。
條款11.根據(jù)條款10所述的模塊化轉(zhuǎn)換器系統(tǒng),其中,所述至少一個基準電壓包括系統(tǒng)地。
條款12.根據(jù)條款10所述的模塊化轉(zhuǎn)換器系統(tǒng),其中,對所述第一電壓和所述第二電壓中的每一個進行積分在所述第一逆變器單元和所述第二逆變器單元的開關循環(huán)期間發(fā)生,其中,所述系統(tǒng)控制器還被配置為在所述開關循環(huán)完成時重置所述一個或更多個第一積分器和所述一個或更多個第二積分器。
條款13.根據(jù)條款12所述的模塊化轉(zhuǎn)換器系統(tǒng),其中,重置所述一個或更多個第一積分器和所述一個或更多個第二積分器在檢測到提供給所述第一逆變器單元和所述第二逆變器單元中的每一個的所述一對選通驅(qū)動器的控制信號(345a、345b)的上升沿時發(fā)生。
條款14.根據(jù)條款10所述的模塊化轉(zhuǎn)換器系統(tǒng),其中,所述一個或更多個第一積分器包括第一多個積分器(335a、335b)并且所述一個或更多個第二積分器包括第二多個積分器(335a、335b),其中,所述第一多個積分器和所述第二多個積分器中的每一個中的至少一個積分器被配置為在所述第一逆變器單元和所述第二逆變器單元的第一開關循環(huán)期間對所述相應的第一電壓和第二電壓進行積分,并且其中,所述第一多個積分器和所述第二多個積分器中的每一個中的至少另一積分器被配置為在所述第一逆變器單元和所述第二逆變器單元的第二開關循環(huán)期間對所述相應的第一電壓和第二電壓進行積分。
條款15.一種包括計算機程序代碼的非暫時性計算機可讀介質(zhì),所述計算機程序代碼當通過一個或更多個計算機處理器的操作來執(zhí)行時,執(zhí)行控制包括多個并聯(lián)逆變器單元(125)的模塊化轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)(100、200)的電力輸出的操作,所述多個并聯(lián)逆變器單元包括具有至少第一相位輸出節(jié)點(340-1)的第一逆變器單元(125a)以及具有至少第二相位輸出節(jié)點(340-4)的第二逆變器單元(125b),所述操作包括:與多個選通驅(qū)動器(325-1、325-2)進行通信以用初始驅(qū)動信號(326-1、326-2)驅(qū)動(405)所述第一逆變器單元和所述第二逆變器單元的開關元件(330-1、330-2)以產(chǎn)生同相電力輸出(215-1);基于在所述第一相位輸出節(jié)點和所述第二相位輸出節(jié)點處的相應的第一電壓和第二電壓來確定(415)選通驅(qū)動器偏移值(310);以及與所述多個選通驅(qū)動器進行通信以基于所確定的選通驅(qū)動器偏移值來用后續(xù)驅(qū)動信號(326-1、326-2)驅(qū)動(425)所述第一逆變器單元和所述第二逆變器單元的開關元件,使得由所述第一逆變器單元和所述第二逆變器單元在產(chǎn)生所述同相電力輸出時提供的電流的相應的量被平衡。
條款16.根據(jù)條款15所述的計算機可讀介質(zhì),其中,確定所述選通驅(qū)動器偏移值包括:針對所述第一逆變器單元和所述第二逆變器單元中的每一個來計算(535)相應的施加的伏特秒值(312),其中,所述選通驅(qū)動器偏移值基于計算出的所述相應的施加的伏特秒值之間的差。
條款17.根據(jù)條款15所述的計算機可讀介質(zhì),其中,所述第一相位輸出節(jié)點和所述第二相位輸出節(jié)點中的每一個與所述模塊化轉(zhuǎn)換器系統(tǒng)的至少一個積分器(335-1、335-2)連接,其中,確定所述選通驅(qū)動器偏移值包括:使用所述至少一個積分器來對相對于至少一個基準電壓(vdc+、vdc-)的所述第一電壓和所述第二電壓中的每一個進行積分。
條款18.根據(jù)條款17所述的計算機可讀介質(zhì),其中,對所述第一電壓和所述第二電壓中的每一個進行積分在所述第一逆變器單元和所述第二逆變器單元的開關循環(huán)期間發(fā)生,所述操作還包括:在所述開關循環(huán)完成時重置(525)所述積分器。
條款19.根據(jù)條款18所述的計算機可讀介質(zhì),其中,所述積分器的重置在檢測到(515)提供給所述第一逆變器單元和所述第二逆變器單元的選通驅(qū)動器的控制信號(345a、345b)的上升沿時發(fā)生。
條款20.根據(jù)條款17所述的計算機可讀介質(zhì),其中,所述至少一個積分器包括第一積分器和第二積分器(335a、335b),所述操作還包括:在所述第一逆變器單元和所述第二逆變器單元的第一開關循環(huán)期間使用所述第一積分器來對所述第一電壓和所述第二電壓中的每一個進行積分;以及在所述第一逆變器單元和所述第二逆變器單元的第二開關循環(huán)期間使用所述第二積分器來對所述第一電壓和所述第二電壓中的每一個進行積分。
雖然上述致力于本公開的示例,但是本公開的其它和另外的示例可以在不脫離其基本范圍的情況下被設計出,并且其范圍由隨附權利要求來確定。