[发明专利]一种基于三电平拓扑的高可靠高效率控制驱动器

权利要求书

1.一种基于三电平拓扑的控制驱动器拓扑结构，其特征在于，包括T型三相驱动桥、母线支撑电容和多个开关；

T型三相驱动桥将电源母线直流电逆变成交流电驱动三相电机；

母线支撑电容包括第二母线支撑电容(C2)和第三母线支撑电容(C3)，二者串联后经第一开关(T15)并联在电源两端；

第二开关(T13)与第二母线支撑电容(C2)并联，第三开关(T14)与第三母线支撑电容(C3)并联，第四开关(T16)连接在第二母线支撑电容(C2)的正极与T型三相驱动桥的电源正输入端之间，第五开关(T17)连接在第三母线支撑电容(C3)的负极与T型三相驱动桥的电源负输入端之间；第六开关(T18)的一端连接在第二母线支撑电容(C2)和第三母线支撑电容(C3)之间，另一端连接在T型三相驱动桥的零输入端；正常工作时，基于三电平拓扑的高可靠高效率控制驱动器的主控电路控制第一开关(T15)、第四开关(T16)、第五开关(T17)、第六开关(T18)闭合，其他开关断开；

T型三相驱动桥包括3个结构相同的驱动臂，每个驱动臂包括4个IGBT开关管，第i个驱动臂的结构如下：第一IGBT开关管的一端作为电源正输入端，另一端连接第四IGBT开关管的一端，第四IGBT开关管的另一端作为电源负输入端，第一IGBT开关管的另一端还连接三相电机的第i相；第二IGBT开关管一端连接在三相电机的第i相，第二IGBT开关管的另一端连接第三IGBT开关管的一端，第三IGBT开关管的另一端作为T型三相驱动桥的零输入端，i为1，2或3。

2.如权利要求1所述的基于三电平拓扑的控制驱动器拓扑结构，其特征在于：

当判断一相或多相驱动臂第一开关管出现故障时，主控电路控制第二开关(T13)闭合，第四开关(T16)关断，将三相的第三开关管设为全开模式；

当判断一相或多相驱动臂第四开关管发生故障时，主控电路控制第三开关(T14)闭合，第五开关(T17)关断，将三相的第二开关管设为全开模式；

当判断第二开关管或第三开关管中的一个或多个发生故障时，主控电路控制第六开关(T18)断开。

3.一种基于三电平拓扑的控制驱动器，其特征在于，驱动器拓扑结构包括T型三相驱动桥、母线支撑电容和多个开关；

T型三相驱动桥将直流电逆变成交流电驱动三相电机；

母线支撑电容包括第二母线支撑电容(C2)和第三母线支撑电容(C3)，二者串联后经第一开关(T15)并联在电源两端；

第二开关(T13)与第二母线支撑电容(C2)并联，第三开关(T14)与第三母线支撑电容(C3)并联，第四开关(T16)连接在第二母线支撑电容(C2)的正极与T型三相驱动桥的电源正输入端之间，第五开关(T17)连接在第三母线支撑电容(C3)的负极与T型三相驱动桥的电源负输入端之间；第六开关(T18)的一端连接在第二母线支撑电容(C2)和第三母线支撑电容(C3)之间，另一端连接在T型三相驱动桥的零输入端；正常工作时，基于三电平拓扑的高可靠高效率控制驱动器的主控电路控制第一开关(T15)、第四开关(T16)、第五开关(T17)、第六开关(T18)闭合，其他开关断开；

T型三相驱动桥包括3个结构相同的驱动臂，每个驱动臂包括4个IGBT开关管，第i个驱动臂的结构如下：第一IGBT开关管的一端作为电源正输入端，另一端连接第四IGBT开关管的一端，第四IGBT开关管的另一端作为电源负输入端，第一IGBT开关管的另一端还连接三相电机的第i相；第二IGBT开关管一端连接在三相电机的第i相，第二IGBT开关管的另一端连接第三IGBT开关管的一端，第三IGBT开关管的另一端作为T型三相驱动桥的零输入端，i为1，2或3。

4.如权利要求3所述的基于三电平拓扑的控制驱动器，其特征在于，还包括故障检测电路，故障检测电路包括三相电压检测单元以及主控单元，电压检测单元，用于检测电机每相与第二母线支撑电容(C2)和第三母线支撑电容(C3)连接点之间的电压，作为电机每相输入电压，并发送给主控单元；主控单元接收三相电压，并判断是否发生故障以及故障位置。