本發(fā)明總體涉及電路板設(shè)計(jì)和控制，以及電路板上晶體管的操作控制。

背景技術(shù)：

1、電動(dòng)車輛和混合電動(dòng)車輛包括直流(dc)功率存儲(chǔ)元件，其向馬達(dá)提供操作功率。馬達(dá)又驅(qū)動(dòng)相應(yīng)車輪旋轉(zhuǎn)。為了從dc功率存儲(chǔ)元件向馬達(dá)提供正確的功率，使用逆變器將功率轉(zhuǎn)換成交流(ac)。逆變器通常采用晶體管網(wǎng)絡(luò)的形式，這些晶體管被主動(dòng)控制以產(chǎn)生近似于正弦波的信號(hào)。

2、實(shí)際上，逆變器拓?fù)浠蝾愃齐娐穬?nèi)的每個(gè)晶體管都是通過晶體管板構(gòu)建的，該晶體管板包括電并聯(lián)的相同晶體管陣列，每個(gè)晶體管都連接到相同的門命令。如本文所用，晶體管元件指的是在電路拓?fù)渲惺境龅木w管，并且被理解為包括多個(gè)構(gòu)成部件。在操作過程中，微小的變化和公差差異都會(huì)導(dǎo)致晶體管板上的溫度梯度。溫度梯度進(jìn)而導(dǎo)致熱點(diǎn)和冷點(diǎn)。

3、現(xiàn)有的溫度監(jiān)測系統(tǒng)使用位于晶體管板上的單個(gè)溫度傳感器來監(jiān)測一個(gè)位置的溫度。假設(shè)監(jiān)測的溫度代表整個(gè)晶體管板的溫度。使用這種形式監(jiān)測的系統(tǒng)將傳感器定位在晶體管板的在常規(guī)操作期間預(yù)計(jì)最熱的部分處或附近，并且將過熱閾值設(shè)置在任何晶體管部件都可能過熱的最低溫度。當(dāng)檢測到的溫度超過閾值時(shí)，晶體管板被去激活(沒有電流被提供給晶體管板),直至預(yù)定狀況(例如時(shí)間、檢測到的溫度閾值等)已經(jīng)發(fā)生。當(dāng)晶體管板被去激活時(shí)，包括晶體管元件的電路需要在沒有晶體管元件的情況下工作，或者需要完全關(guān)閉。在逆變器的情況下，這通常導(dǎo)致逆變器被關(guān)斷，直到晶體管元件被充分冷卻。

4、因此，期望提供一種能夠識(shí)別和響應(yīng)晶體管板上的特定熱點(diǎn)而不需要包括晶體管元件的電路被去激活的系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、在一示例性實(shí)施例中，一種電動(dòng)馬達(dá)電路包括：具有多個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)器的馬達(dá)控制器；逆變器，其配置為從源接收直流(dc)功率并向電動(dòng)馬達(dá)輸出交流(ac)功率，該逆變器包括多個(gè)晶體管元件；每個(gè)晶體管元件包括布置在晶體管板上的多個(gè)晶體管，其中多個(gè)溫度傳感器配置成監(jiān)測每個(gè)晶體管元件的多個(gè)溫度；并且其中，馬達(dá)控制器配置成響應(yīng)于第一子組溫度傳感器檢測到超過閾值溫度的溫度和第二子組溫度傳感器沒有檢測到超過閾值的溫度來改變多個(gè)晶體管元件中的第一晶體管元件上的第一子組晶體管的脈寬調(diào)制(pwm)控制。

2、除了本文描述的一個(gè)或多個(gè)特征之外，每個(gè)晶體管元件上的多個(gè)晶體管布置成具有多組熱對(duì)稱區(qū)域的熱對(duì)稱布置。

3、除了本文描述的一個(gè)或多個(gè)特征之外，熱對(duì)稱布置包括單行線性陣列。

4、除了本文描述的一個(gè)或多個(gè)特征之外，熱對(duì)稱布置包括多行線性陣列，并且其中每個(gè)熱對(duì)稱區(qū)域包括多行線性陣列的多于一行中的晶體管。

5、除了本文描述的一個(gè)或多個(gè)特征之外，多個(gè)溫度傳感器中的溫度傳感器數(shù)量等于熱對(duì)稱區(qū)域的總數(shù)。

6、除了本文描述的一個(gè)或多個(gè)特征之外，多個(gè)溫度傳感器中的溫度傳感器數(shù)量等于熱對(duì)稱區(qū)域組的總數(shù)。

7、除了本文描述的一個(gè)或多個(gè)特征之外，每組熱對(duì)稱區(qū)域包括單個(gè)溫度傳感器。

8、除了本文描述的一個(gè)或多個(gè)特征之外，改變第一晶體管元件上的第一子組晶體管的pwm控制包括跳過脈沖和減小對(duì)第一子組晶體管的pwm控制的脈沖寬度中的至少一個(gè)。

9、除了本文描述的一個(gè)或多個(gè)特征之外，改變第一晶體管元件上的第一子組晶體管的pwm控制包括保持對(duì)于預(yù)定數(shù)量脈沖的改變和根據(jù)對(duì)于預(yù)定數(shù)量脈沖的設(shè)定周期周期性地改變脈沖中的一個(gè)。

10、除了本文描述的一個(gè)或多個(gè)特征之外，改變第一晶體管元件上的第一子組晶體管的pwm控制包括減小對(duì)第一子組晶體管的pwm控制的脈沖寬度，并且脈沖寬度減小的幅度取決于檢測到的溫度超過閾值溫度的幅度。

11、在另一示例性實(shí)施例中，一種操作馬達(dá)驅(qū)動(dòng)逆變器的方法包括：在馬達(dá)控制器處接收來自晶體管板上的多個(gè)晶體管的多個(gè)溫度讀數(shù)，該晶體管板作為逆變器的晶體管元件工作；并且響應(yīng)于多個(gè)溫度讀數(shù)中的一個(gè)溫度讀數(shù)超過過熱閾值，改變晶體管板上的第一子組晶體管的脈寬調(diào)制(pwm)控制。

12、除了本文描述的一個(gè)或多個(gè)特征之外，改變pwm控制包括跳過一個(gè)或多個(gè)脈沖和減小一個(gè)或多個(gè)脈沖的脈沖寬度中的至少一個(gè)。

13、除了本文描述的一個(gè)或多個(gè)特征之外，減小一個(gè)或多個(gè)脈沖的脈沖寬度包括將脈沖寬度減小與溫度讀數(shù)之一超過過熱閾值的幅度相對(duì)應(yīng)的幅度。

14、除了本文描述的一個(gè)或多個(gè)特征之外，改變pwm控制包括以周期性速率跳過至少一個(gè)脈沖，直至溫度讀數(shù)降到低于第二閾值。

15、除了本文描述的一個(gè)或多個(gè)特征之外，多個(gè)溫度讀數(shù)中的溫度讀數(shù)的數(shù)量等于晶體管板上熱對(duì)稱區(qū)域組的數(shù)量，并且其中馬達(dá)控制器將一組熱對(duì)稱區(qū)域中的每個(gè)熱對(duì)稱區(qū)域處的溫度確定為單個(gè)溫度讀數(shù)。

16、除了本文描述的一個(gè)或多個(gè)特征之外，熱對(duì)稱區(qū)域包括不相連區(qū)域。

17、除了本文描述的一個(gè)或多個(gè)特征之外，晶體管位于單行陣列中的晶體管板上。

18、除了本文描述的一個(gè)或多個(gè)特征之外，晶體管以多行陣列定位在晶體管板上。

19、除了本文描述的一個(gè)或多個(gè)特征之外，改變晶體管板上的第一子組晶體管的pwm控制還包括保持晶體管板上的至少第二子組晶體管的標(biāo)準(zhǔn)pwm控制。

20、除了本文描述的一個(gè)或多個(gè)特征之外，改變晶體管板上的子組晶體管的pwm控制還包括改變晶體管板上的第三子組晶體管，第三子組的pwm控制以不同于第一子組的pwm控制被改變的方式而被改變。

21、在另一示例性實(shí)施例中，一種車輛包括能量存儲(chǔ)系統(tǒng)和包括電動(dòng)馬達(dá)的推進(jìn)系統(tǒng)，推進(jìn)系統(tǒng)包括用于電動(dòng)馬達(dá)的電動(dòng)馬達(dá)電路，其中電動(dòng)馬達(dá)電路包括：具有多個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)器的馬達(dá)控制器；逆變器，其配置為從源接收直流(dc)功率并向電動(dòng)馬達(dá)輸出交流(ac)功率，該逆變器包括多個(gè)晶體管元件；每個(gè)晶體管元件包括布置在晶體管板上的多個(gè)晶體管，其中多個(gè)溫度傳感器配置成監(jiān)測每個(gè)晶體管元件的多個(gè)溫度；并且其中，馬達(dá)控制器配置成響應(yīng)于第一子組溫度傳感器檢測到超過閾值溫度的溫度和第二子組溫度傳感器沒有檢測到超過閾值的溫度來改變多個(gè)晶體管元件中的第一晶體管元件上的第一子組晶體管的脈寬調(diào)制(pwm)控制。

22、當(dāng)結(jié)合附圖時(shí)，從以下詳細(xì)描述中，本公開的上述特征和優(yōu)點(diǎn)以及其他特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見。

技術(shù)特征：

1.一種電動(dòng)馬達(dá)電路，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)馬達(dá)電路，其中，每個(gè)晶體管元件上的多個(gè)晶體管布置成具有多組熱對(duì)稱區(qū)域的熱對(duì)稱布置。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動(dòng)馬達(dá)電路，其中，所述熱對(duì)稱布置包括單行線性陣列和多行線性陣列中的一個(gè)，其中每個(gè)熱對(duì)稱區(qū)域包括多行線性陣列的多于一行中的晶體管。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動(dòng)馬達(dá)電路，其中，所述多個(gè)溫度傳感器中的溫度傳感器數(shù)量等于熱對(duì)稱區(qū)域的總數(shù)，或者其中，所述多個(gè)溫度傳感器中的溫度傳感器數(shù)量等于熱對(duì)稱區(qū)域組的總數(shù)，并且可選地其中，每組熱對(duì)稱區(qū)域包括單個(gè)溫度傳感器。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)馬達(dá)電路，其中，改變第一晶體管元件上的第一子組晶體管的pwm控制包括跳過脈沖和減小對(duì)第一子組晶體管的pwm控制的脈沖寬度中的至少一個(gè)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電動(dòng)馬達(dá)電路，其中，改變所述第一晶體管元件上的第一子組晶體管的pwm控制包括保持對(duì)于預(yù)定數(shù)量脈沖的改變和根據(jù)對(duì)于預(yù)定數(shù)量脈沖的設(shè)定周期周期性地改變脈沖中的一個(gè)。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電動(dòng)馬達(dá)電路，其中，改變所述第一晶體管元件上的第一子組晶體管的pwm控制包括減小對(duì)第一子組晶體管的pwm控制的脈沖寬度，并且脈沖寬度減小的幅度取決于檢測到的溫度超過閾值的幅度。

8.一種操作根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)逆變器的方法，包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，改變所述pwm控制包括跳過一個(gè)或多個(gè)脈沖和減小一個(gè)或多個(gè)脈沖的脈沖寬度中的至少一個(gè)。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，減小一個(gè)或多個(gè)脈沖的脈沖寬度包括將脈沖寬度減小與所述一個(gè)溫度讀數(shù)超過所述過熱閾值的幅度相對(duì)應(yīng)的幅度，并且其中，以周期性速率跳過至少一個(gè)脈沖，直到溫度讀數(shù)下降到低于第二閾值。

技術(shù)總結(jié)
一種電動(dòng)馬達(dá)電路包括馬達(dá)控制器，該馬達(dá)控制器具有多個(gè)柵極驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)逆變器，該逆變器配置成從源接收直流(DC)功率并向電動(dòng)馬達(dá)輸出交流(AC)功率。逆變器包括多個(gè)晶體管元件。每個(gè)晶體管元件包括布置在晶體管板上的多個(gè)晶體管。多個(gè)溫度傳感器配置成監(jiān)測每個(gè)晶體管元件上的多個(gè)溫度。馬達(dá)控制器配置成響應(yīng)于第一子組溫度傳感器檢測到超過閾值溫度的溫度和第二子組溫度傳感器沒有檢測到超過閾值的溫度來改變第一晶體管元件上的第一子組晶體管的脈寬調(diào)制(PWM)控制。

技術(shù)研發(fā)人員：M·H·阿爾維,C·A·伊迪切里亞,B·A·韋爾赫科
受保護(hù)的技術(shù)使用者：通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19