CN105706356B - 用于电动机的电压逆变器中的电容器的预充电系统 - Google Patents

用于电动机的电压逆变器中的电容器的预充电系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于电动机的电压逆变器中的电容器的预充电系统。该预充电系统包括生成第一控制信号的微处理器和耦接到微处理器的预充电电路。预充电电路具有计数器电路、电压脉冲生成电路和驱动电路。计数器电路响应于第一控制信号生成第一多个电压脉冲。电压脉冲生成电路在流经预充电电阻器的瞬时电流小于阈值水平时，以相应的时间间隔生成第二多个电压脉冲的各个电压脉冲。驱动电路具有晶体管，晶体管响应于第二多个电压脉冲输出第三多个电压脉冲，以增加跨过电容器的电压。

Description

用于电动机的电压逆变器中的电容器的预充电系统
技术领域
本公开涉及预充电系统，更具体地，涉及用于电动机的电压逆变器中的电容器的预充电系统。
背景技术
相关申请的交叉引用
本申请要求于2013年12月20日提交的美国非临时专利申请No.14/135,899的优先权，其全部内容在此通过引用并入本文。
发明人已经认识到需要如下用于电动机的电压逆变器中的电容器的预充电系统，该预充电系统监测流过预充电电阻器并流入电容器的瞬时电流，并限制瞬时电流的水平以防止预充电电阻器和电压逆变器的退化。
发明内容
技术问题
本发明从上述必要性出发设计并旨在提供一种预充电系统，该预充电系统可对电容器充电同时限制流经电耦接到电容器的预充电电阻器的瞬时电流水平。
技术解决方案
提供了一种根据示例性实施例的用于电动机的电压逆变器中的电容器的预充电系统。该预充电系统包括微处理器，微处理器被编程为生成第一控制信号。预充电系统还包括预充电电路，预充电电路可操作地耦接到微处理器。预充电电路具有计数器电路、电压脉冲生成电路和驱动电路。计数器电路被配置成响应于第一控制信号生成第一多个电压脉冲。电压脉冲生成电路被配置成在流经电耦接到电容器的晶体管和预充电电阻器的瞬时电流小于或等于阈值瞬时电流水平时，以相应的时间间隔生成第二多个电压脉冲的各个电压脉冲。驱动电路具有晶体管和电耦接到晶体管的预充电电阻器。晶体管被配置成电耦接在电池组的高电压端子和电压逆变器中的电容器之间。晶体管被配置成响应于第二多个电压脉冲输出第三多个电压脉冲，以增加跨过电压逆变器中的电容器上的电压。
在另一示例性实施例中，提供了一种用于对电动机的电压逆变器中的电容器预充电的方法。该方法包括提供预充电系统，预充电系统具有微处理器和可操作地耦接到微处理器的预充电电路。预充电电路具有计数器电路、电压脉冲生成电路和驱动电路。驱动电路具有晶体管和电耦接到晶体管的预充电电阻器。晶体管被配置成电耦接在电池组的高电压端子和电容器之间。该方法包括利用微处理器生成第一控制信号。该方法还包括响应于第一控制信号，利用计数器电路生成第一多个电压脉冲。该方法还包括在流经晶体管和预充电电阻器的瞬时电流小于或等于阈值瞬时电流水平时，以相应的时间间隔利用电压脉冲生成电路生成第二多个电压脉冲的各个电压脉冲。该方法还包括响应于第二多个电压脉冲利用晶体管输出第三多个电压脉冲，以增加跨过电压逆变器中的电容器上的电压。
有益效果
预充电系统和方法比其它系统和方法提供了巨大优势。特别地，预充电系统和方法提供如下技术效果，即对电动机的电压逆变器中的电容器充电，同时限制流经电耦接到电容器的预充电电阻器的瞬时电流水平。
附图说明
图1是具有根据示例性实施例的预充电系统的电动车辆的框图；
图2是用在图1的预充电系统中的预充电电路的框图；
图3是具有电压监测电路、计数器电路、电压脉冲生成电路、驱动电路和电流监测电路的图2的预充电电路的电路示意图；
图4(a)是在对电容器充电的第一时间周期期间，由图1的预充电系统中的微处理器生成的第一控制信号的信号示意图；
图4(b)是在第一时间周期期间，响应于图4(a)的第一控制信号由图3的电压监测电路生成的操作电压的信号示意图；
图4(c)是在第一时间周期期间，由图3的电压监测电路生成以重置图3的计数器电路中的计数器微芯片的重置信号的信号示意图；
图4(d)是在第一时间周期期间，由图3的计数器电路生成的第一多个电压脉冲的信号示意图；
图4(e)是在第一时间周期期间，由图3的计数器电路生成的停止信号的信号示意图；
图4(f)是在第一时间周期期间，当流经预充电电阻器的瞬时电流超过阈值瞬时电流水平时，由电流监测电路生成的多个电压脉冲的信号示意图；
图4(g)是在第一时间周期期间，由图3的电压脉冲生成电路生成的第二多个电压脉冲的信号示意图；
图4(h)是在第一时间周期期间，当图4(d)的第一多个电压脉冲的电压脉冲的数目超过电压脉冲的预定数目时，由图1的计数器电路生成的故障信号的信号示意图；
图5(a)是在对电容器充电的第二时间周期期间，由图1的预充电系统中的微处理器生成的第一控制信号的信号示意图；
图5(b)是在第二时间周期期间，响应于图5(a)的第一控制信号由图3的电压监测电路生成的操作电压的信号示意图；
图5(c)是由图3的电压监测电路生成的重置信号的信号示意图，该重置信号用于在第二时间周期期间重置图3的计数器电路中计数器微芯片，并且用于当向图3的预充电电路最初施加电功率或从该预充电电路移除电功率时防止图3的电压脉冲生成电路的输出切换；
图5(d)是在第二时间周期期间，由图3的计数器电路生成的第一多个电压脉冲的信号示意图；
图5(e)是在第二时间周期期间，由图3的计数器电路生成的停止信号的信号示意图；
图5(f)是在第二时间周期期间，当流经预充电电阻器的瞬时电流超过阈值瞬时电流水平时，由电流监测电路生成的多个电压脉冲的信号示意图；
图5(g)是在第二时间周期期间，由图3的电压脉冲生成电路生成的第二多个电压脉冲的信号示意图，并且由于电流水平已经超过瞬时电流水平阈值预定量的时间，所以第二多个电压脉冲的生成被停止以防止对预充电电路的操作损坏；
图5(h)是在第二时间周期期间，当图5(d)的第一多个电压脉冲的电压脉冲的数目超过电压脉冲的预定数目时，由图1的计数器电路生成的故障信号的信号示意图；
图6至7是根据另一示例性实施例的用于对电动机的电压逆变器中的电容器充电的方法的流程图；以及
图8是与图3的电压脉冲生成电路相关联的逻辑真值表。
具体实施方式
参照图1和2，电动车辆10具有用于对电动机70的电压逆变器60中的电容器488预充电的根据示例性实施例的预充电系统30。电动车辆10还包括电池组20、微处理器25、主接触器40、接地接触器50、电压逆变器60、电动机70、电气线路100、102、104、106、108、110、112、130、132、140、142、150、152。预充电系统30的优点是，系统30对电压逆变器60中的电容器488充电，同时限制流经电耦接到电容器488的预充电电阻器428(在图3中示出)的瞬时电流水平。预充电系统30对电容器488充电，使得当主接触器40随后将来自电池组20的高电压供应到电容器488时，瞬时涌入电流的量被减少。
在说明电动车辆10的结构和操作之前，将提供本文所使用的一些术语的简要说明。
术语“高逻辑电压”指的是与布尔逻辑值“1”对应的电压。术语“低逻辑电压”指的是与布尔逻辑值“0”对应的电压。术语“输出电压”能够对应于高逻辑电压或低逻辑电压。
电池组20被配置成将操作电压输出到电压逆变器60，电压逆变器60经由电气线路112将操作电压输出到电动机70。电池组20包括彼此串联电耦接的电池模块170、172。电池组20还包括高电压端子174和接地端子176。
微处理器25被编程为生成控制信号以控制主接触器40、接地接触器50和预充电电路30的操作。具体地，微处理器25被编程为生成控制信号以使得接地接触器50具有闭合操作位置，并且当接地接触器50具有闭合操作位置时使得预充电电路30对电容器488充电。微处理器25还被编程为生成控制信号以使得当完成对电容器488充电时主接触器40具有闭合操作位置。
微处理器25经由电气线路140、142电耦接到接地接触器50。接地接触器50包括接地接触器线圈498和触头500。微处理器25被编程为在电气线路140、142上生成高逻辑电压，以对接地接触器线圈498通电从而使得触头500移动到闭合操作位置。当触头500具有闭合操作位置时，电容器488的第二端被电耦接到电池组20的接地端子176。如将在下面进一步详细讨论的，当接地接触器50具有闭合操作位置时，预充电电路30对电容器488充电。电容器488被充电之后，微处理器被编程为停止在电气线路140、142上生成高逻辑电压，以对接地接触器线圈488断电从而使得触头500有打开操作位置。
微处理器25经由电气线路130、132电耦接到主接触器40。主接触器40包括主接触器线圈492和触头494。微处理器25被编程为在电气线路130、132上生成高逻辑电压，以对主接触器线圈492通电从而使得触头494移动到闭合操作位置。当触头494具有闭合操作位置时，电容器488的第一端被电耦接到电池组20的高电压端子174。当触头494、500都具有闭合操作位置时，电压逆变器60被电耦接在电池组20的高电压端子174和接地端子176之间，以提供操作电压给电动机70。
参照图1至3，现在将进一步详细讨论预充电系统30。预充电系统30被配置成对电压逆变器60中的电容器488充电，同时限制通过预充电电阻器428流动到电容器488的瞬时电流的量。预充电系统30包括微处理器25和预充电电路200。
预充电电路200被提供以对电压逆变器60的电容器488充电。预充电电路200包括电压监测电路210、计数器电路216、电压脉冲生成电路222、驱动电路228和电流监测电路234。
电压监测电路
参照图3至4(c)，电压监测电路210被配置成当微处理器25生成具有高逻辑值(在图4(b)中示出)的第一控制信号C1时，将操作电压Vz(在图4(a)中示出)输出到计数器电路216、电压脉冲生成电路222、驱动电路228和电流监测电路234。电压监测电路210还被配置成当操作电压Vz大于或等于阈值操作电压时，输出在时刻T2从高逻辑值转换到低逻辑值(在图4(c)中示出)的RESET信号。电压监测电路210包括光学隔离器250、电阻器254、256、齐纳二极管260、电容器264、266以及欠压检测器270和NAND门274。
参照图1和3，光学隔离器250被提供以检测来自微处理器25的控制电压C1(在图4(a)中示出)。光学隔离器250在其中包括发光二极管290和晶体管292。发光二极管290被电耦接到电气线路150、152，电气线路150、152还被电耦接到微处理器25。晶体管292被电耦接在电气线路104(其还被电耦接到电池组20的高电压端子174)和电阻器254之间。
电阻器254被电耦接在晶体管292的发射极和节点278之间。齐纳二极管260被电耦接在节点278和电接地之间。在操作期间，齐纳二极管260将操作电压Vz的电压水平限制到预定的电压水平。此外，电容器264被电耦接在节点278和电接地之间。
参照图3、4(b)和4(c)，欠压检测器270被配置成当操作电压Vz大于预定的操作电压水平时生成具有高逻辑值的输出信号，并且当操作电压Vz低于预定的操作电压水平时将输出信号转换成低逻辑值。欠压检测器270被电耦接在节点278和节点280之间。电阻器256被电耦接在节点278和节点280之间。此外，电容器266被电耦接在节点280和电接地之间。
NAND门274具有第一和第二输入端子和输出端子。第一和第二输入端子被电耦接到接收来自欠压检测器270的输出信号的节点280。输出端子被电耦接到计数器微芯片320的重置引脚RST。当欠压检测器270输出指示操作电压Vz具有期望的电压水平的高逻辑电压时，NAND门274在时刻T2(在图4(c)中示出)输出低逻辑电压，该低逻辑电压被计数器微芯片320的重置引脚RST接收以重置计数器微芯片320，使得微芯片320开始或继续输出被表示为PULS1的第一多个脉冲(在图4(d)中示出)。
计数器电路
参照图3和4(d)，计数器电路216被配置成生成第一多个电压脉冲(在图4(d)中称为PULS1)。计数器电路216包括计数器微芯片320、NAND门324、326、振荡器330、电阻器334、336、晶体管340和光学隔离器344。
微芯片320具有输出引脚OUT、重置引脚RST、停止引脚STP和时钟引脚CLK。重置引脚RST被电耦接到电压监测电路210的NAND门274的输出引脚。OUT引脚被电耦接到电压脉冲生成电路222的电阻器370。STP引脚被电耦接到节点357。另外，CLK引脚被电耦接到NAND门326的输出引脚。
NAND门324具有第一和第二输入端子和输出端子。NAND门324的第一和第二输入端子被电耦接至节点357。NAND门324的输出端子被电耦接到NAND门326的输入端子。
NAND门326具有第一和第二输入端子和输出端子。NAND门326的第一输入端子被电耦接到NAND门324的输出端子。NAND门326的第二输入端子被电耦接到电压振荡器330。
电压振荡器330被配置成输出用于确定第一多个电压脉冲(图4(d)中被表示为PULS1)的每个电压脉冲的脉冲宽度的第一时钟信号。当NAND门324输出高逻辑电压时，NAND门326响应于第一时钟信号将第二时钟信号输出到CLK引脚。当计数器微芯片320确定第一多个电压脉冲(在图4(d)中被表示为PULS1)的电压脉冲的数目大于或等于电压脉冲的阈值数目时，计数器微芯片320从STP引脚输出信号STOP。作为响应，NAND门324输出低逻辑电平电压。此外，NAND门326输出高逻辑电平电压并维持使得计数器微芯片320停止输出第一多个电压脉冲的高逻辑电压，以间接停止对电容器288充电。之后，如果STP引脚输出低逻辑电压，则NAND门326输出低逻辑电平电压。
晶体管340包括基极B1、发射极E1和集电极C1。基极B1被电耦接到节点358。发射极E1被电耦接到电接地。电阻器334被电耦接在节点357、358之间。此外，电阻器336被电耦接在节点358和电接地之间。
光学隔离器344包括发光二极管350和光控制晶体管352。二极管350被电耦接在晶体管340的集电极C1和节点278之间，使得二极管350接收操作电压Vz。光控制晶体管352被电耦接在电气线路154、156之间，电气线路154、156被电耦接到微处理器25。当计数器微芯片320在STP引脚上输出高逻辑电压，指示第一多个电压脉冲的电压脉冲的数目超过电压脉冲的阈值数目，其还指示电容器488未被成功充电时，晶体管340传导电流，使得发光二极管350发射光。响应于该光，光控制晶体管352传导电流通过其中，使得FAULT信号被微处理器25接收。
电压脉冲生成电路
电压脉冲生成电路222被配置成生成被表示为PULS2的第二多个电压脉冲(在图4(g)中示出)。电压脉冲生成电路222包括电阻器370、372、电容器374、晶体管378以及NAND门382、386、390。
晶体管378包括基极B2、发射极E2和集电极C2。基极B2被电耦接到节点375。发射极E2被电耦接到电接地。集电极C2被电耦接到电压监测电路210的节点278，使得集电极C2接收操作电压Vz。电阻器372被电耦接在节点375和电接地之间。电容器374被电耦接在节点375和节点377之间。电阻器370被电耦接在计数器电路216的OUT引脚和节点377之间。当第二多个电压脉冲(PULS2)具有高逻辑值时，晶体管378施加低逻辑电压到NAND门382的输入端子S1和S2。可替换地，当第二多个电压脉冲(PULS2)具有低逻辑值时，晶体管378施加高逻辑电压到NAND门382的输入端子S1和S2。
NAND门382具有输入端子S1、S2和输出端子SOUT。输入端子S1被电耦接到晶体管378的集电极C2。输入端子S2被电耦接到NAND门386的输出端子ROUT。NAND门382的输出端子SOUT输出第二多个脉冲(在图4(g)中被表示为PULS2)。
NAND门386具有输入端子R1、R2、R3和输出端子ROUT。输入端子R1被电耦接至NAND门382的输出端子SOUT。输入端子R2被电耦接到NAND门390的输出端子。输入端子R3被电耦接到NAND门472的输出端子。
NAND门390具有第一和第二输入端子和输出端子。NAND门390的第一和第二输入端子被电耦接到电压监测电路210的NAND门274的输出端子。当NAND门274的输出引脚输出低逻辑电压时，NAND门390的输出端子输出由NAND门386的输入端子R2接收的高逻辑电压。可替换的，当NAND门274的输出引脚输出高逻辑电压时，NAND门390的输出端子输出由NAND门386的输入端子R2接收的低逻辑电压。
参照图3、图4(f)和4(g)，现在将解释在电容器288被成功充电的时间周期期间电压脉冲生成电路222和电流监测电路234的操作。在时刻T3，计数器微芯片320输出高逻辑电压，并且作为响应，晶体管378将低逻辑电压输出到输入端子S1。作为响应，在时刻T3，NAND门382输出用于PULS2信号的高逻辑电压以使得电流监测电路234对电容器488充电。
在时刻T4，流经预充电电阻器428的瞬时电流超过阈值瞬时电流水平，并且然后晶体管460接通并且高逻辑电压被施加到电流监测电路234的NAND门472的输入端子。作为响应，NAND门472输出用于IMAX信号(在图4(f)示出)的低逻辑电压，该低逻辑电压被NAND门386的输入端子R3接收，指示瞬时电流大于或等于阈值瞬时电流水平。作为响应，NAND门386的输出端子ROUT输出高逻辑电压，该高逻辑电压使得NAND门382在输出端子SOUT处输出低逻辑电压，以在时刻T4将PULS2信号转换到低逻辑电压。在时刻T5，IMAX信号转换到低逻辑电压。
从时刻T5至时刻T22，对IMAX信号和PULS2信号重复前述步骤。在时刻T23，流经预充电电阻器428的瞬时电流的量不超过阈值瞬时电流水平，并且IMAX信号被维持在低逻辑电压，并且PULS2信号被维持在高逻辑电压以使得晶体管420继续对电容器488充电，直到当微处理器25将第一控制信号C1转换到低逻辑电压时的时刻T30为止。
参照图3和8，通过逻辑真值表描述了电压脉冲生成电路22中的NAND门382和386的逻辑操作。值为“1”表示高逻辑电压，值为“0”表示低逻辑电压，并且值为“X”表示不关心的值。NAND门382的输入端子被表示为S1、S2。NAND门382的输出端子被表示为SOUT。NAND门386的输入端子被表示为R1、R2、R3。NAND门386的输出端子被表示为ROUT。应注意的是，当低逻辑电压被施加到输入端子R1、R2、R3中的任何一个时，输出端子SOUT输出低逻辑电压。
驱动电路
参照图1和3，驱动电路228被配置成选择性地使源极电流通过预充电电阻器428到电容器488以对电容器488充电。驱动电路288包括晶体管420、电阻器424、426、428和二极管432。
晶体管420包括栅极G、漏极D和源极S。栅极G在节点436处被电耦接到电阻器424。电阻器424被电耦接在节点436和电压脉冲生成电路222的NAND门382的输出端子之间。源极S被电耦接到节点438。电阻器426被电耦接在节点436和节点438之间。二极管432电耦接在节点438和电气线路106之间，电气线路106还被电耦接到电容器488。二极管432是阻塞二极管，当预充电电路200不操作时防止电流不期望地进入电池模块170、172中。电阻器428被电耦接在电池组20的高电压端子174和晶体管420的漏极D之间。当第二多个电压脉冲(在图4(g)中示出)的电压脉冲具有高逻辑值时，晶体管420通过电阻器428、晶体管420和二极管432将电流传导到电压逆变器60中的电容器488以对电容器488充电。可替代地，第二多个电压脉冲的电压脉冲具有低逻辑值时，晶体管420停止通过电阻器428、晶体管420和二极管432传导电流到电压逆变器60中的电容器488。
电流监测电路
参照图3和4(f)，电流监测电路234被提供以监测流过晶体管420和预充电电阻器428的瞬时电流，并且当瞬时电流大于阈值瞬时电流水平时生成具有高逻辑值的IMAX信号(在图4(f)中示出)。此外，当瞬时电流水平小于或等于阈值瞬时电流水平时，电流监测电路234将IMAX信号(在图4(f)示出)转换到低逻辑值。
电流监测电路234包括电阻器450、452、454、456、晶体管460、齐纳二极管464、电容器468和NAND门472。晶体管460包括基极B3、发射极E3和集电极C3。基极B3被电耦接到节点476。发射极E3被电耦接到电池组20的高电压端子174。集电极C3被电耦接到电阻器454。电阻器452被电耦接在电池组20的高电压端子174和节点476之间。电阻器450被电耦接在节点440和节点476之间。电阻器454被电耦接在集电极C3和节点478之间。齐纳二极管464被电耦接在节点478和节点438之间。电容器468被电耦接在节点478和节点438之间。电阻器456被电耦接在节点478和节点438之间。
NAND门472具有第一和第二输入端子和输出端子。NAND门472的第一和第二输入端子被电耦接到节点478。NAND门472的输出端子被电耦接到电压脉冲生成电路222的NAND门386的第一输入端子。
在操作期间，如果流过电阻器428的电流大于阈值瞬时电流水平，则晶体管460将接通，并通过电阻器454将电流传导至齐纳二极管464、电容器468和电阻器456的并联组合。其结果是，高逻辑电压将被施加到NAND门472的第一和第二输入端子并且NAND门472的输出端子将输出低逻辑电压，该低逻辑电压被电压脉冲生成电路222的NAND门386接收。可替换的，如果流过电阻器428的电流小于阈值瞬时电流水平，则晶体管460将断开。其结果是，低逻辑电压将被施加到NAND门472的第一和第二输入端子并且NAND门472的输出端子将输出高逻辑电压，该高逻辑电压由电压脉冲生成电路222的NAND门386接收。
参照图4(a)至4(h)，示出了示例性信号C1、Vz、RESET、PULS1、STOP、IMAX、PULS2和FAULT的信号示意图，图示了对电容器488成功充电的预充电电路200。
参照图3、图5(a)至5(h)，示出了信号C1、Vz、RESET、PULS1、STOP、IMAX、PULS2和FAULT的信号示意图，图示了预充电电路200未对电容器488成功充电的故障条件(例如，短路条件)。具体地，在时刻T51，计数器微芯片320生成具有高逻辑电压的STOP信号，该高逻辑电压指示计数器微芯片320已生成第一多个电压脉冲(在图5的(d)中被称为PULS1)的电压脉冲的数目大于或等于电压脉冲的阈值数目，指示发生电容器488未成功充电。作为响应，在时刻T51，计数器电路216生成具有由微处理器25接收的高逻辑值的FAULT信号。
参照图6，现在将描述用于对电压逆变器60中的电容器488充电的方法的流程图。
在步骤650，微处理器25生成具有高逻辑电压的第一控制信号C1(图4(a)中示出)。步骤650之后，该方法前进到步骤654。
在步骤654，电压监测电路210测量由第一控制信号C1引起的操作电压水平Vz(图1中示出)。步骤654之后，该方法前进到步骤658。
在步骤658，电压监测电路210确定操作电压水平Vz是否大于阈值操作电压水平。如果操作电压水平Vz大于阈值操作电压水平，则该方法前进到步骤662。否则，该方法返回到步骤658。
在步骤662，电压监测电路210生成由计数器电路216接收的重置信号RESET(在图4(c)中示出)。步骤662之后，该方法前进到步骤666。
在步骤666，计数器电路216响应于重置信号RESET(在图4(c)中示出)和第一控制信号C1(图1中示出)生成第一多个电压脉冲PULS1。步骤666之后，该方法前进到步骤670。
在步骤670中，当流经晶体管420和预充电电阻器428的瞬时电流小于或等于阈值瞬时电流水平时，电流监测电路234迭代地生成第一输出电压。
在步骤674，响应于第一多个电压脉冲和第一输出电压，在流经晶体管420和预充电电阻器428的瞬时电流小于或等于阈值瞬时电流水平时，电压脉冲生成电路22以相应的时间间隔生成第二多个电压脉冲(在图4(g)示出)的各个电压脉冲。
在步骤678，驱动电路228中的晶体管420响应于第二多个电压脉冲输出第三多个电压脉冲，以增加在电压逆变器60中的电容器488上的电压。
参照图7，现在将描述与图6的方法也一起执行的另一方法的流程图。
在步骤682，计数器电路216计数第一多个电压脉冲PULS1(在图4(d)中示出)中的所生成电压脉冲的数目。步骤682之后，该方法前进到步骤686。
在步骤686，计数器电路216确定电压脉冲的数目是否大于电压脉冲的预定数目。如果电压脉冲的数目大于电压脉冲的预定数目，则该方法前进到步骤690。否则，该方法前进到步骤682。
在步骤690，计数器电路216停止生成第一多个电压脉冲。步骤690之后，该方法前进到步骤694。
在步骤694，计数器电路216生成由微处理器25接收的故障信号FAULT。
预充电系统和方法比其它系统和方法提供了巨大优势。特别地，预充电系统和方法提供如下技术效果，即对电动机的电压逆变器中的电容器充电，同时限制流经电耦接到电容器的预充电电阻器的瞬时电流水平。
上述方法可以至少部分地以具有用于实施该方法的计算机可执行指令的一个或多个计算机可读介质的形式实施。计算机可读介质可以包括以下各项中的一个或更多个：硬盘驱动器、RAM存储器、闪速存储器和其它本领域技术人员公知的计算机可读介质；其中，当计算机可执行指令被加载到并通过一个或多个微处理器执行时，一个或多个微处理器成为用于实施方法的至少一部分的装置。
尽管仅结合有限数目的实施例详细地描述了所要求保护的发明，但是应容易理解的是，本发明并不限于这些公开的实施例。相反，所要求保护的发明可以被修改成结合此前未描述但与本发明的范围和精神相称的任何数目的变化、变更、替换或等效布置。此外，尽管已经描述所要求保护的发明的各种实施例，但是应当理解，本发明的方面可仅包括一些描述的实施例。因此，所要求保护的本发明不应被视为受前述描述限制。

Claims (12)

1.一种用于电动机的电压逆变器中的电容器的预充电系统，包括：
微处理器，所述微处理器被编程为生成第一控制信号；
预充电电路，所述预充电电路可操作地耦接到所述微处理器，所述预充电电路具有计数器电路、电压脉冲生成电路和驱动电路；
所述计数器电路被配置成响应于所述第一控制信号生成第一多个电压脉冲；
所述电压脉冲生成电路被配置成在流经电耦接到所述电容器的晶体管和预充电电阻器的瞬时电流小于或等于阈值瞬时电流水平时，以相应的时间间隔生成第二多个电压脉冲的各个电压脉冲；以及
所述驱动电路具有所述晶体管和电耦接到所述晶体管的预充电电阻器，所述晶体管被配置成电耦接在电池组的高电压端子和所述电压逆变器中的所述电容器之间，所述晶体管被配置成响应于所述第二多个电压脉冲输出第三多个电压脉冲，以增加跨过所述电压逆变器中的所述电容器的电压。
2.根据权利要求1所述的预充电系统，其中所述预充电电路还包括电流监测电路，所述电流监测电路被配置成如果流经所述晶体管和所述预充电电阻器的所述瞬时电流小于或等于所述阈值瞬时电流水平，则生成第一输出电压。
3.根据权利要求2所述的预充电系统，其中所述电压脉冲生成电路被配置成，如果所述电压脉冲生成电路从所述电流监测电路接收指示流经所述晶体管和所述预充电电阻器的所述瞬时电流小于或等于所述阈值瞬时电流水平的所述第一输出电压，则以所述相应的时间间隔生成所述第二多个电压脉冲的各个电压脉冲。
4.根据权利要求1所述的预充电系统，其中：
所述计数器电路还被配置成计数所述第一多个电压脉冲的电压脉冲的数目；并且
所述计数器电路还被配置成如果电压脉冲的所述数目大于电压脉冲的预定数目，则生成使得所述计数器电路停止生成所述第一多个电压脉冲的停止信号。
5.根据权利要求4所述的预充电系统，其中，所述计数器电路还被配置成响应于所述停止信号，生成指示所述电容器没有被成功预充电的故障信号，所述故障信号被所述微处理器接收。
6.根据权利要求1所述的预充电系统，其中：
所述微处理器还被编程为停止生成所述第一控制信号；并且
所述计数器电路还被配置成响应于停止生成所述第一控制信号而停止生成所述第一多个电压脉冲。
7.一种用于对电动机的电压逆变器中的电容器预充电的方法，包括：
提供预充电系统，所述预充电系统具有微处理器和可操作地耦接到所述微处理器的预充电电路，所述预充电电路具有计数器电路、电压脉冲生成电路和驱动电路；所述驱动电路具有晶体管和电耦接到所述晶体管的预充电电阻器，所述晶体管被配置成电耦接在电池组的高电压端子和所述电容器之间；
利用所述微处理器生成第一控制信号；
响应于所述第一控制信号，利用所述计数器电路生成第一多个电压脉冲；
在流经所述晶体管和所述预充电电阻器的瞬时电流小于或等于阈值瞬时电流水平时，以相应的时间间隔利用所述电压脉冲生成电路生成第二多个电压脉冲的各个电压脉冲；并且
响应于所述第二多个电压脉冲利用所述晶体管输出第三多个电压脉冲，以增加跨过所述电压逆变器中的所述电容器的电压。
8.根据权利要求7所述的方法，还包括如果流经所述晶体管和所述预充电电阻器的所述瞬时电流小于或等于所述阈值瞬时电流水平，则利用电流监测电路生成第一输出电压。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括如果所述电压脉冲生成电路接收指示流经所述晶体管和所述预充电电阻器的所述瞬时电流小于或等于所述阈值瞬时电流水平的所述第一输出电压，则以所述相应的时间间隔利用所述电压脉冲生成电路生成所述第二多个电压脉冲的各个电压脉冲。
10.根据权利要求7所述的方法，还包括：
利用所述计数器电路计数所述第一多个电压脉冲的电压脉冲的数目；并且
如果电压脉冲的所述数目大于电压脉冲的预定数目，则利用所述计数器电路生成停止信号，以使得所述计数器电路停止生成所述第一多个电压脉冲。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括响应于所述停止信号利用所述计数器电路生成指示所述电容器没有被成功预充电的故障信号，所述故障信号被所述微处理器接收。
12.根据权利要求7所述的方法，还包括：
利用所述微处理器停止生成所述第一控制信号；并且
利用所述计数器电路响应于停止生成所述第一控制信号而停止生成所述第一多个电压脉冲。
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