[发明专利]用于脉冲宽度调制驱动的速率限制共模控制

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年3月30日提交的美国申请No.:13/075,376的优先权，其内容在这里被引用。

背景技术

本申请涉及用于脉冲宽度调制驱动的速率限制共模控制。

很多电机控制应用利用脉冲宽度调制（PWM）的电压来以多种速度驱动电机。在一些示例中，电机控制应用结合PWM逆变器（例如，三相逆变器）来使用PWM控制器。控制器和逆变器可以用于控制用于驱动电机的信号的电压电平和频率二者。

用于利用三相逆变器桥来生成脉冲宽度调制的电压的常见方法是计算与一组命令的电压V_a、V_b和V_c成比例的占空比D_a、D_b和Dc。然后，将占空比发送到控制逆变器的切换的电路。

在PWM逆变器中，诸如频率和电流幅度的因素直接影响功率损耗。例如，在切换设备（例如，晶体管）中、在断和通状态之间转换期间，高电流相上的转换可能使大量能量消散。

可以通过减少切换频率或者通过减少要导通的电流来减少切换损耗。然而，这样的减少方法在一些应用中可能并不是足够的。因此，期望用于减少切换损耗的其他方法。

在一些示例中，多相控制电压用于控制电机速度、扭矩或反馈回路中的位置。相控制电压中的噪声可能使得PWM控制器由于一些PWM算法而引入不期望的共模电压的快速切换。该不期望的切换可能转变成用于驱动电机的PWM信号的不期望的切换。由这样的不期望的切换而引入的功率损耗可能是显著的。因此，系统设计人员可能努力减少不期望的切换。

发明内容

在一方面，一般地，通过不中止具有彼此非常接近的命令电压的相上的占空比来抑制不期望的切换。

在一方面，一般地，一种用于多相驱动的脉冲宽度调制控制的方法包括：将用于驱动的多个相中的至少一个相的集合识别为适合用于箝位到多个极限电源电压之一，从适合相的集合中选择具有用于适合相的集合的最大幅度驱动电流的相，将第一偏移信号确定为在用于选择的相的控制信号电平和与多个极限电源电压之一对应的极限控制信号电平之间的差，限制第一偏移信号的改变速率以形成第二偏移信号，以及针对用于驱动的相中的每一个相确定调节的控制信号，包括针对多个相中的每一个相形成用于该相的控制信号电平和第二偏移信号的组合，以针对该相确定调节的控制信号。

各方面可以包括下述特征中的一个或多个。

将用于驱动的多个相中的至少一个相的集合识别为适合用于箝位到多个极限电源电压之一可以包括将基于控制信号电平的测试应用到用于驱动的、与多个相对应的多个控制信号电平，以确定要从至少一个相的集合中排除的一个或多个相。基于控制信号电平的测试可以包括识别多个控制信号电平中的、具有在最大和最小控制信号电平之间的信号电平的一个或多个中间控制信号电平，并且从至少一个相的集合中排除与一个或多个中间控制信号电平对应的相。

从适合相的集合中选择具有用于适合相的集合的最大幅度驱动电流的相可以包括比较与适合相的集合关联的驱动电流的集合，并且基于对驱动电流的集合的比较来将具有最大幅度驱动电流的适合相确定为选择的相。可以根据从多个控制信号电平确定的参数来限制第一偏移信号的改变速率。该参数可以被形成为从多个控制信号值确定的控制信号向量的幅度。

第一偏移信号的改变速率可以被限制在第一改变速率值和第二改变速率值之间的范围。第一偏移信号的改变速率可以是该参数的单调函数。可以根据从控制信号电平确定的参数来限制第一偏移信号的改变速率。该参数可以被形成为从多个控制信号值确定的控制信号向量的幅度，并且第一偏移信号的改变速率可以是该参数的单调函数。可以根据用于多个相的调节的控制信号中对应的一个来确定多个脉冲宽度调制的控制信号中的每个脉冲宽度调制的控制信号。