CN105305790B - 自举电路控制方法和控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自举电路控制方法和控制系统，包括第一时序，向第一下桥臂开关管的控制电路输入包含多个脉冲的第一自举控制信号，以控制第一自举电路向第一上桥臂开关管的控制电路供电；第二时序，向第二下桥臂开关管的控制电路输入包含多个脉冲的第二自举控制信号，以控制第二自举电路向第二上桥臂开关管的控制电路供电；第三时序，向第三下桥臂开关管的控制电路输入包含多个脉冲的第三自举控制信号，以控制第三自举电路向第三上桥臂开关管的控制电路供电。由于自举控制信号为多脉冲信号，因此，可以减轻控制电源在瞬间承受的电流冲击，使得自举电路稳定工作。

Description

自举电路控制方法和控制系统

技术领域

本发明涉及电路控制技术领域，更具体地说，涉及一种自举电路控制方法和控制系统。

背景技术

通常的IPM(Intelligent Power Module，智能功率模块)模块由四路独立电源供电，其中，3个下桥臂开关管IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)的控制电路共用1个控制电源，3个上桥臂开关管ICBT的控制电路采用3个独立电源进行供电。但是，为了采用单一控制电源供电，须采用3个自举电路分别对3个上桥臂开关管IGBT的控制电路进行供电。

如图1所示，向下桥臂开关管IGBT4、IGBT5和IGBT6的控制电路供电的控制电源V_D向第一自举电路J1充电后，第一自举电路J1向三相电路中U相电路的第一上桥臂开关管IGBT1的控制电路供电；控制电源V_D向第二自举电路J2充电后，第二自举电路J2向三相电路中V相电路中的第二上桥臂开关管IGBT2的控制电路供电；控制电源V_D向第三自举电路J3充电后，第三自举电路J3向三相电路中的W相电路的第三上桥臂开关管IGBT3的控制电路供电。

为了使IPM模块正常启动，需提供自举控制信号控制自举电路。如图2所示，Vin(u)为第一自举电路J1的自举控制信号，Vin(v)为第二自举电路J2的自举控制信号，Vin(w)为第三自举电路J3的自举控制信号。但是，由于上述自举控制信号均为单脉冲控制信号，而单脉冲信号会使得单次脉冲的电流过大，因此，会导致控制电源V_D在瞬间承受的电流冲击较大，导致自举电路工作不稳定。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种自举电路控制方法和控制系统，以解决现有技术中采用单脉冲控制方式控制自举电路时，造成的控制电源冲击较大以及自举电路工作不稳定的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种自举电路控制方法，所述自举电路包括与IPM模块第一上桥臂开关管的控制电路连接的第一自举电路、与所述IPM模块第二上桥臂开关管的控制电路连接的第二自举电路和与所述IPM模块第三上桥臂开关管的控制电路连接的第三自举电路，所述第一自举电路与所述IPM模块的第一下桥臂开关管和控制电源构成充电回路，所述第二自举电路与所述IPM模块的第二下桥臂开关管和控制电源构成充电回路，所述第三自举电路与所述IPM模块的第三下桥臂开关管和控制电源构成充电回路，所述控制方法包括：

第一时序，向所述第一下桥臂开关管的控制电路输入包含多个脉冲的第一自举控制信号，以控制所述第一自举电路向所述第一上桥臂开关管的控制电路供电；

第二时序，向所述第二下桥臂开关管的控制电路输入包含多个脉冲的第二自举控制信号，以控制所述第二自举电路向所述第二上桥臂开关管的控制电路供电；

第三时序，向所述第三下桥臂开关管的控制电路输入包含多个脉冲的第三自举控制信号，以控制所述第三自举电路向所述第三上桥臂开关管的控制电路供电。

优选的，所述第一自举电路包括第一自举电阻、第一自举二极管和第一自举电容，则控制所述第一自举电路向所述第一上桥臂开关管的控制电路供电的过程，包括：

所述第一下桥臂开关管的控制电路控制所述第一下桥臂开关管导通；

所述控制电源通过所述第一下桥臂开关管、第一自举电阻和第一自举二极管向所述第一自举电容充电，以使所述第一自举电容向所述第一上桥臂开关管的控制电路供电。

优选的，所述第二自举电路包括第二自举电阻、第二自举二极管和第二自举电容，则控制所述第二自举电路向所述第二上桥臂开关管的控制电路供电的过程，包括：

所述第二下桥臂开关管的控制电路控制所述第二下桥臂开关管导通；

所述控制电源通过所述第二下桥臂开关管、第二自举电阻和第二自举二极管向所述第二自举电容充电，以使所述第二自举电容向所述第二上桥臂开关管的控制电路供电。

优选的，所述第三自举电路包括第三自举电阻、第三自举二极管和第三自举电容，则控制所述第三自举电路向所述第三上桥臂开关管的控制电路供电的过程，包括：

所述第三下桥臂开关管的控制电路控制所述第三下桥臂开关管导通；

所述控制电源通过所述第三下桥臂开关管、第三自举电阻和第三自举二极管向所述第三自举电容充电，以使所述第三自举电容向所述第三上桥臂开关管的控制电路供电。

一种自举电路控制系统，应用于如上任一项所述的控制方法，所述控制系统包括：

第一控制模块，用于在第一时序，向所述第一下桥臂开关管的控制电路输入包含多个脉冲的第一自举控制信号，以控制所述第一自举电路向所述第一上桥臂开关管的控制电路供电；

第二控制模块，用于在第二时序，向所述第二下桥臂开关管的控制电路输入包含多个脉冲的第二自举控制信号，以控制所述第二自举电路向所述第二上桥臂开关管的控制电路供电；

第三控制模块，用于在第三时序，向所述第三下桥臂开关管的控制电路输入包含多个脉冲的第三自举控制信号，以控制所述第三自举电路向所述第三上桥臂开关管的控制电路供电。

与现有技术相比，本发明所提供的技术方案具有以下优点：

本发明所提供的自举电路控制方法和控制系统，通过分时序地输入包含多个脉冲的自举控制信号，来控制自举电路向上桥臂开关管的控制电路供电。由于自举控制信号为多脉冲信号，因此，可以减轻控制电源在瞬间承受的电流冲击，使得自举电路稳定工作；并且，由于三个控制信号是分时序输入的，因此，不会出现三个自举电路同时工作的情况，从而不需采用高容量的控制电源来保证自举电路的工作可靠性，降低了对控制电源的硬件要求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有的一种具有自举电路的IPM模块的结构示意图；

图2为现有的自举电路的自举控制信号时序图；

图3为本发明的一个实施例提供的IPM模块自举电路的结构示意图；

图4为本发明的一个实施例提供的自举电路的充电回路示意图；

图5为本发明的一个实施例提供的自举电路控制方法的流程图；

图6为本发明的一个实施例提供的自举电路的自举控制信号时序图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的一个实施例提供了一种自举电路的控制方法，如图3所示，该自举电路为IPM模块的自举电路，且该自举电路包括第一自举电路、第二自举电路和第三自举电路，第一自举电路用于向三相电路中U相电路的第一上桥臂开关管IGBT1的控制电路供电，第二自举电路用于向三相电路中V相电路的第二上桥臂开关管IGBT2的控制电路供电，第三自举电路用于向三相电路中W相电路的第三上桥臂开关管IGBT3的控制电路供电，该IPM模块采用一个控制电源V_D进行供电。

其中，IPM模块的U、V、W三个输出端可输出三相电流，即IPM模块的三个输出端可与空调电机连接，以向空调电机提供三相电流，但是，本发明并不仅限于此。

下面第一自举电路为例进行解释说明，如图4所示，HVIC为IPM模块第一上桥臂开关管IGBT1的控制电路，LVIC为第一下桥臂开关管IGBT4的控制电路，第一自举电阻R1、第一自举二极管D1和第一自举电容V_DB1构成第一自举电路，控制电源V_D向第一下桥臂开关管IGBT4的控制电路LVIC供电，且控制电源V_D、第一下桥臂开关管IGBT4、第一自举电阻R1、第一自举二极管D1、第一自举电容V_DB1构成了如图2中虚线所示的充电回路。

第一自举电路的工作原理为：向第一下桥臂开关管IGBT4的控制电路LVIC输入第一自举控制信号Vin(u)后，第一下桥臂开关管IGBT4的控制电路LVIC控制第一下桥臂开关管IGBT4导通，控制电源V_D通过第一自举电阻R1、第一自举二极管D1和第一下桥臂开关管IGBT4等构成的充电回路向第一自举电容V_DB1充电。由于第一自举电容V_DB1与第一上桥臂开关管IGBT1的控制电路HVIC连接，因此，第一自举电容V_DB1可以向控制电路HVIC提供电能。

同样，第二自举电路包括第二自举电阻R2、第二自举二极管D2和第二自举电容V_DB2，第三自举电路包括第三自举电阻R3、第三自举二极管D3和第三自举电容V_DB3。同理，第二自举电阻R2、第二自举二极管D2、第二自举电容V_DB2、第二下桥臂开关管IGBT5和控制电源V_D构成充电回路，充电后的第二自举电容V_DB2向第二上桥臂开关管IGBT2的控制电路供电；第三自举电阻R3、第三自举二极管D3、第三自举电容V_DB3、第三下桥臂开关管IGBT6和控制电源V_D构成充电回路，充电后的第三自举电容V_DB3向第三上桥臂开关管IGBT3的控制电路供电。

基于此，本实施例提供的自举电路控制方法，如图5所示，包括：

S501：第一时序，向第一下桥臂开关管的控制电路输入包含多个脉冲的第一自举控制信号，以控制第一自举电路向第一上桥臂开关管的控制电路供电；

其中，控制第一自举电路向第一上桥臂开关管的控制电路供电的具体过程，包括：

输入第一自举控制信号后的第一下桥臂开关管的控制电路控制第一下桥臂开关管导通；

控制电源通过第一下桥臂开关管导通、第一自举电阻和第一自举二极管向第一自举电容充电，以使第一自举电容向第一上桥臂开关管的控制电路供电。

S502：第二时序，向第二下桥臂开关管的控制电路输入包含多个脉冲的第二自举控制信号，以控制第二自举电路向第二上桥臂开关管的控制电路供电；

控制第二自举电路向第二上桥臂开关管的控制电路供电的过程，包括：

输入第二自举控制信号后的第二下桥臂开关管的控制电路控制第二下桥臂开关管导通；

控制电源通过第二下桥臂开关管、第二自举电阻和第二自举二极管向第二自举电容充电，以使第二自举电容向第二上桥臂开关管的控制电路供电。

S503：第三时序，向所述第三下桥臂开关管的控制电路输入包含多个脉冲的第三自举控制信号，以控制所述第三自举电路向所述第三上桥臂开关管的控制电路供电。

控制第三自举电路向第三上桥臂开关管的控制电路供电的过程，包括：

输入第三自举控制信号后的第三下桥臂开关管的控制电路控制第三下桥臂开关管导通；

控制电源通过第三下桥臂开关管、第三自举电阻和第三自举二极管向第三自举电容充电，以使第三自举电容向第三上桥臂开关管的控制电路供电。

第一自举控制信号、第二自举控制信号和第三自举控制信号的时序图如图6所示。

第一时序T1，向第一下桥臂开关管IGBT4的控制电路输入包含多个脉冲的第一自举控制信号Vin(u)。当第一自举控制信号Vin(u)为高电平时，第一下桥臂开关管IGBT4导通，第一自举电容V_DB1开始充电；当第一自举控制信号Vin(u)为低电平时，第一下桥臂开关管IGBT4关断，第一自举电容V_DB1充电完成。并且，第一自举电容V_DB1充放电的过程是一个反复的过程。

第二时序T2，向第二下桥臂开关管IGBT5的控制电路输入包含多个脉冲的第二自举控制信号Vin(v)。当第二自举控制信号Vin(v)为高电平时，第二下桥臂开关管IGBT5导通，第二自举电容V_DB2开始充电；当第二自举控制信号Vin(v)为低电平时，第二下桥臂开关管IGBT5关断，第二自举电容V_DB2充电完成。并且，第二自举电容V_DB2可反复充放电。

第三时序T3，输入包含多个脉冲的第三自举控制信号Vin(w)。并且，第一时序T1、第二时序T2、第三时序T3在时间上无交叠。当第三自举控制信号Vin(w)为高电平时，第三下桥臂开关管IGBT6导通，第三自举电容V_DB3开始充电；当第三自举控制信号Vin(w)为低电平时，第三下桥臂开关管IGBT6关断，第三自举电容V_DB3充电完成。并且，第三自举电容V_DB3充放电的过程是一个反复的过程。

本实施例提供的自举电路控制方法，通过分时序地输入包含多个脉冲的自举控制信号，来控制自举电路向上桥臂开关管的控制电路供电。由于控制信号为多脉冲信号，因此，可以减轻控制电源在瞬间承受的电流冲击，使得自举电路稳定工作；并且，由于三个控制信号是分时序输入的，因此，不会出现三个自举电路同时工作的情况，从而不需采用高容量的控制电源来保证自举电路的工作可靠性，降低了对控制电源的硬件要求。

本发明另一个实施例提供了一种自举电路控制系统，应用于上述任一实施例提供的控制方法，所述控制系统包括第一控制模块、第二控制模块和第三控制模块。

其中，第一控制模块用于在第一时序，向第一下桥臂开关管的控制电路输入包含多个脉冲的第一自举控制信号，以控制第一自举电路向第一上桥臂开关管的控制电路供电；第二控制模块用于在第二时序，向第二下桥臂开关管的控制电路输入包含多个脉冲的第二自举控制信号，以控制第二自举电路向第二上桥臂开关管的控制电路供电；第三控制模块用于在第三时序，向第三下桥臂开关管的控制电路输入包含多个脉冲的第三自举控制信号，以控制第三自举电路向第三上桥臂开关管的控制电路供电。

第一自举电路向第一上桥臂开关管的控制电路供电、第二自举电路向第二上桥臂开关管的控制电路供电、第三自举电路向第三上桥臂开关管的控制电路供电的过程在上述实施例中已经进行了详细描述，在此不再赘述。

本实施例中的控制系统承载于DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)软件，即第一自举控制信号、第二自举控制信号和第三自举控制信号是由DSP软件控制输出的，自举控制信号的占空比、每个脉冲的时长以及自举控制信号的时长均由DSP软件控制。

本实施例提供的自举电路控制系统，第一控制模块、第二控制模块和第三控制模块通过分时序地输入包含多个脉冲的自举控制信号，来控制自举电路向上桥臂开关管的控制电路供电。由于控制信号为多脉冲信号，因此，可以减轻控制电源在瞬间承受的电流冲击，使得自举电路稳定工作；并且，由于三个控制信号是分时序输入的，因此，不会出现三个自举电路同时工作的情况，从而不需采用高容量的控制电源来保证自举电路的工作可靠性，降低了对控制电源的硬件要求。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种自举电路控制方法，其特征在于，所述自举电路包括与IPM模块第一上桥臂开关管的控制电路连接的第一自举电路、与所述IPM模块第二上桥臂开关管的控制电路连接的第二自举电路和与所述IPM模块第三上桥臂开关管的控制电路连接的第三自举电路，所述第一自举电路与所述IPM模块的第一下桥臂开关管和控制电源构成充电回路，所述第二自举电路与所述IPM模块的第二下桥臂开关管和控制电源构成充电回路，所述第三自举电路与所述IPM模块的第三下桥臂开关管和控制电源构成充电回路，所述控制方法包括：

第一时序，向所述第一下桥臂开关管的控制电路输入包含多个脉冲的第一自举控制信号，以控制所述第一自举电路向所述第一上桥臂开关管的控制电路供电；

第二时序，向所述第二下桥臂开关管的控制电路输入包含多个脉冲的第二自举控制信号，以控制所述第二自举电路向所述第二上桥臂开关管的控制电路供电；

第三时序，向所述第三下桥臂开关管的控制电路输入包含多个脉冲的第三自举控制信号，以控制所述第三自举电路向所述第三上桥臂开关管的控制电路供电；

其中，所述第一时序、所述第二时序和所述第三时序在时间上无叠加。

2.根据权利要求1 所述的方法，其特征在于，所述第一自举电路包括第一自举电阻、第一自举二极管和第一自举电容，则控制所述第一自举电路向所述第一上桥臂开关管的控制电路供电的过程，包括：

所述第一下桥臂开关管的控制电路控制所述第一下桥臂开关管导通；

所述控制电源通过所述第一下桥臂开关管、第一自举电阻和第一自举二极管向所述第一自举电容充电，以使所述第一自举电容向所述第一上桥臂开关管的控制电路供电。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二自举电路包括第二自举电阻、第二自举二极管和第二自举电容，则控制所述第二自举电路向所述第二上桥臂开关管的控制电路供电的过程，包括：

所述第二下桥臂开关管的控制电路控制所述第二下桥臂开关管导通；

所述控制电源通过所述第二下桥臂开关管、第二自举电阻和第二自举二极管向所述第二自举电容充电，以使所述第二自举电容向所述第二上桥臂开关管的控制电路供电。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第三自举电路包括第三自举电阻、第三自举二极管和第三自举电容，则控制所述第三自举电路向所述第三上桥臂开关管的控制电路供电的过程，包括：

所述第三下桥臂开关管的控制电路控制所述第三下桥臂开关管导通；

所述控制电源通过所述第三下桥臂开关管、第三自举电阻和第三自举二极管向所述第三自举电容充电，以使所述第三自举电容向所述第三上桥臂开关管的控制电路供电。

5.一种自举电路控制系统，其特征在于，应用于权利要求1～4任一项所述的控制方法，所述控制系统包括：

第一控制模块，用于在第一时序，向所述第一下桥臂开关管的控制电路输入包含多个脉冲的第一自举控制信号，以控制所述第一自举电路向所述第一上桥臂开关管的控制电路供电；

第二控制模块，用于在第二时序，向所述第二下桥臂开关管的控制电路输入包含多个脉冲的第二自举控制信号，以控制所述第二自举电路向所述第二上桥臂开关管的控制电路供电；

第三控制模块，用于在第三时序，向所述第三下桥臂开关管的控制电路输入包含多个脉冲的第三自举控制信号，以控制所述第三自举电路向所述第三上桥臂开关管的控制电路供电；

其中，所述第一时序、所述第二时序和所述第三时序在时间上无叠加。