CN110504857B - 电力转换器系统 - Google Patents

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Abstract

一种电力转换器系统,其中控制单元包括驱动电路以及电源电路,上述驱动电路对转换器开关的接通/断开切换操作进行控制,上述电源电路包括电源开关和连接到电源开关的变压器。控制单元包括频率改变单元,该频率改变单元接收无线电接收器的接收频率,并计算电源开关的驱动频率的谐波频率。控制单元对任意谐波频率与接收频率之间的每个频率差的绝对值是否等于或小于预定阈值进行判断。当判断至少一个频率差的绝对值等于或小于预定阈值时,控制单元改变驱动频率,使得至少一个频率差的绝对值变得大于预定阈值。

Description

电力转换器系统
技术领域
本公开涉及各自包括诸如逆变器之类的电力转换器以及无线电接收器的电力转换器系统。电力转换器包括电源电路,且无线电接收器布置成靠近电力转换器。
背景技术
在日本专利申请公布第2016-152716号中公开的控制系统的示例对包括开关的电源电路进行控制。这种控制系统被构造成对开关的接通/断开切换操作进行控制,以相应地增大或减小待供给到负载的直流(DC)电压。
以预定驱动频率进行的开关的接通/断开切换操作可使驱动频率的谐波作为电磁噪波向电源电路周围辐射。当谐波的一个频率与被布置成靠近电源电路的无线电接收器的所选择的无线电频率大致匹配时,所辐射的谐波使得在无线电接收器中产生噪波。
为了解决这样的问题,上述公布的专利文献中公开的控制系统增加或减少了由负载消耗的电力,以间接地改变开关的驱动频率,从而使谐波的频率偏离无线电接收器的所选择的无线电频率。这旨在减少从无线电接收器辐射出的噪波。
不幸的是,增大或减小由负载消耗的电力以间接改变开关的驱动频率的方法可能导致难以精确地控制驱动频率。这可能使得难以将谐波的频率与无线电接收器的所选择的无线电频率充分分离。这可能使谐波的频率接近所选择的无线电频率,导致在无线电接收器中产生噪波。
特别地,被设计成包括变压器的电源电路可能从变压器的线圈中产生大量的电磁噪波,且该大量的电磁噪波可能导致在无线电接收器中产生噪波。
另外,当这种电源电路被用作逆变器的电源时,电源电路的开关的驱动频率通常设定成几百千赫兹(kHz)。这可导致从电源电路辐射出的二次谐波或三次谐波的频率被包括在调幅(AM)无线电频带中,导致因二次谐波或三次谐波而在无线电接收器中产生噪波。
因此,期望防止因从逆变器的电源电路辐射出的电磁噪波而从无线电接收器产生大量噪波。
发明内容
从以上观点来看,本公开旨在提供各自能够抑制因从电力转换器的电源电路辐射出的电磁噪波而从无线电接收器产生噪波的电力转换器系统。
根据本公开示例性方面的电力转换器系统包括:电力转换器系统,该电力转换器系统包括半导体模块,该半导体模块包括转换器开关;以及控制单元,该控制单元用于对转换器开关的操作进行控制,由此使电力转换器将输入电力转换为输出电力。电力转换器包括无线电接收器,该无线电接收器布置成靠近电力转换器。控制单元包括驱动电路以及电源电路,上述驱动电路构造成对转换器开关的接通/断开切换操作进行控制,上述电源电路包括电源开关和连接到电源开关的变压器。电源电路被构造成以驱动频率循环接通电源开关,从而相应地产生用于驱动电路的电源电压。控制单元包括频率改变单元,该频率改变单元构造成获得无线电接收器的接收频率,并计算电源开关的驱动频率的谐波频率。频率改变单元构造成对任意谐波频率与接收频率之间的每个频率差的绝对值是否等于或小于预定阈值进行判断。频率改变单元构造成当判断至少一个频率差的绝对值等于或小于预定阈值时,改变驱动频率,使得至少一个频率差的绝对值变得大于预定阈值。
根据本公开示例性方面的控制单元的频率改变单元对电源开关的驱动频率的谐波频率进行计算,并对任意谐波频率与接收频率之间的每个频率差的绝对值是否等于或小于预定阈值进行判断。
当判断至少一个频率差的绝对值等于或小于预定阈值时,频率改变单元改变驱动频率,使得至少一个频率差的绝对值变得大于预定阈值。
这使得可以将作为谐波(即,电磁噪波)的频率的谐波频率与接收频率分离至少阈值,由此有效地抑制从无线电接收器产生噪波。
另外,背景技术中描述的方法增大或减小负载的电力消耗以间接地改变电源开关的驱动频率。这可能使得难以精确地控制驱动频率。因此,谐波频率可能不会与接收频率充分分离,导致在无线电接收器中产生噪波。
相反,电力转换器系统直接控制电源开关的驱动频率,由此精确地控制电源开关的驱动频率。因此,电力转换器系统系统导致谐波频率与接收频率充分分离,导致不太可能产生电磁噪波,从而防止在无线电接收器中产生噪波。
如上所述,根据上述方面的电力转换器系统能够抑制由电力转换器系统电路在无线电接收器中产生大量噪波。
附图说明
参照附图,本公开的其它方面将从实施例的以下说明中变得明确,其中:
图1是示意性地示出根据本公开第一实施例的电力转换器系统的结构的示例的框图;
图2是示意性地示出根据第一实施例的逆变器和控制单元中的每一个的结构的示例的电路图;
图3是示出根据第一实施例的逆变器辐射出的电磁噪波的频率特征的曲线图;
图4是沿图5中的IV-IV剖切所得的剖视图;
图5是沿图4中的V-V剖切所得的剖视图;
图6是沿图4中的VI-VI剖切所得的剖视图;
图7是示意地示出由根据第一实施例的电力转换器系统执行的驱动频率控制例程的流程图;
图8是示意性地示出根据本公开第二实施例的逆变器和控制单元中的每一个的结构的示例的电路图;
图9是示意性地示出根据第二实施例的用于以高上升速度和下降速度驱动每个逆变器开关的接通脉冲的波形的示例的曲线图;
图10是示意性地示出根据第二实施例的用于以低上升速度和下降速度驱动每个逆变器开关的接通脉冲的波形的示例的曲线图;
图11是示出根据第二实施例的控制单元的一部分的电路图;
图12是示意性地示出根据第二实施例的电力转换系统的控制单元所执行的开关控制例程的流程图;
图13是示意性地示出根据本公开第三实施例的逆变器和控制单元中的每一个的结构的示例的电路图;
图14是根据本公开第四实施例的逆变器的剖视图。
具体实施方式
下面参考附图来描述本公开的各实施例。在实施例中,省略或简化了实施例之间分配有相同的附图标记的相同的部分以避免重复描述。
第一实施例
下面参考图1至图7描述根据本公开第一实施例的电力转换器系统1。
如图1所示,根据该实施例的电力转换器系统1包括逆变器2和无线电接收器5,逆变器2是电力转换器的示例,无线电接收器5布置成靠近逆变器2。
如图2和图4所示,逆变器2包括半导体模块3和控制单元4。半导体模块3包括逆变器开关32。控制单元4控制逆变器开关32的操作。
如图2所示,控制单元4包括驱动电路40和电源电路41。驱动电路40以预定的切换频率分别向每个逆变器开关32供给电压脉冲(接通脉冲)V,从而以预定的切换频率接通每个逆变器开关32。另外,电源电路41包括电源开关42和变压器43,该变压器43连接到电源开关42和低压电池19。电源电路41被构造成以驱动频率f循环地接通电源开关42,以相应地基于从低压电池19供给的电压VB产生用于驱动电路40的电源电压。
控制单元4包括对用于电源开关42的驱动信号、即循环脉冲信号的驱动频率f进行改变的频率改变单元6。频率改变单元6接收由无线电接收器5调谐、即选择的接收频率F。另外,频率改变单元6对谐波频率fn(参见图3)进行计算,该谐波频率fn是用于电源开关42的驱动信号的驱动频率f的谐波频率。
频率改变单元6对任意谐波频率fn和接收频率F之间的每个频率差Δf的绝对值是否等于或小于预定阈值fTH进行判断,并且在判断至少一个谐波频率fn与接收频率F之间的至少一个频率差Δf的绝对值等于或小于阈值fTH时,对驱动频率f进行改变,使得频率差Δf中的至少一个的绝对值变得大于阈值fTH
如图1所示,根据第一实施例的电力转换器系统1用作待安装在诸如电动车辆或混合动力车辆的车辆12上的车辆电力转换器系统。
除了无线电接收器5、逆变器2和其它车载设备之外,电力转换器系统1还包括安装在车辆12中的三相电动机11和电子控制单元(ECU)10。
无线电接收器5和逆变器2连接到ECU 10。通过ECU 10,无线电接收器5的接收频率F被发送到逆变器2中的频率改变单元6。逆变器2直接安装在三相电动机11上。
如图2所示,根据第一实施例的逆变器2包括上述半导体模块3。每个半导体模块3均包括彼此串联连接的、成对的上臂开关32H和下臂和32L
每个逆变器开关32H、32L均包括例如IGBT和反向并联连接到IGBT的回扫二极管。每个逆变器开关32H、32L均可以包括MOSFET,其中本征二极管用作回扫二极管。每个逆变器开关32H、32L均具有第一端子、第二端子以及控制端子。上臂逆变器开关32H的第一端子经由正极母线16H连接到直流(DC)电源8的正电极,且上臂逆变器开关32H的第二端子分别连接到对应的下臂逆变器开关32L的第一端子。下臂逆变器开关32L的第二端子分别经由负极母线16N连接到DC电源8的负电极。逆变器开关32H、32L的控制端子连接到控制单元4的驱动电路40。
驱动电路40对逆变器2的每个逆变器开关32的接通/断开切换操作进行控制,由此能使逆变器2将从DC电源8供给的直流(DC)电力转换为交流(AC)电力,并且,将AC电力供给到三相电动机11以便相应地驱动三相电动机11,从而使车辆12行驶。
控制单元4还包括如上所述的驱动电路40和电源电路41。
电源电路41包括变压器43、电源开关42、整流二极管491以及平滑电容器492。电源开关42具有第一端子、第二端子以及连接到频率改变单元6的控制端子。平滑电容器492包括彼此面对的第一电极板和第二电极板。
变压器43包括布置成可以彼此磁联接的初级线圈431和次级线圈432。初级线圈431具有相对的第一端部和第二端部,初级线圈431的第一端部连接到低压电池19,且初级线圈431的第二端部连接到电源开关42的第一端子。电源开关42的第二端子连接到共同信号地线。
次级线圈432具有相对的第一端部和第二端部,次级线圈432的第一端部连接到整流二极管491的阳极,次级线圈432的第二端部连接到例如共同信号地线。整流二极管491的阴极连接到平滑电容器492的第一电极板和驱动电路40,并且平滑电容器492的第二电极板连接到共同信号地线。
次级线圈432的匝数被设定为大于初级线圈431的匝数。
通过频率改变单元6对电源开关42的接通/断开切换操作进行控制能使低压电池19的电压VB升压到电压VC,并且被升压的电压VC被供给到驱动电路40。
执行电源开关42的接通/断开切换操作可导致从变压器43的初级线圈431和次级线圈432辐射出电磁噪波。如图3所示,电磁噪波在驱动频率f及其谐波频率f1,、f2、f3处具有峰值。
如果谐波在AM无线电广播频带(526.5-1606.5kHz)内,则在无线电接收器5接收AM无线电时可能产生噪波。因此,频率改变单元6被构造成对电源开关42的驱动频率f进行调节,使得多个谐波频率fn中的任何一个(即,f1、f2、f3、……)与无线电接收器5的接收频率F之间的每个频率差Δf的绝对值保持高于阈值fTH
另外,根据第一实施例,控制单元4包括频率改变单元6。频率改变单元6包括例如集成电路(IC)。ECU 10(参见图1)被构造成获得无线电接收器5的接收频率F,并且通过串行通信将无线电接收器5的接收频率F发送到频率改变单元6。
特别地,第一实施例的频率改变单元6被构造成以预定频率单位δf对驱动频率f进行增大或减小。频率单位δf可以例如设定成50kHz。例如,如果驱动频率f被设定成400kHz,且无线电接收器5的接收频率F被设定成1242kHz,则400kHz的三次谐波是1200kHz,并且可能在无线电接收器5中产生噪波。
在这种情况下,频率改变单元6以频率单位δf(=50kHz)对驱动频率f进行增大或减小。这使得谐波频率fn从接收频率F偏移,由此抑制从无线电接收器5辐射出的噪波。
应当注意,根据第一实施例,在电源电路41(参见图2)中设置有反馈电路41a。反馈电路41a旨在即使驱动频率f改变,也使被施加到驱动电路40的升压电压VC维持恒定。例如,反馈电路41a被构造成根据反馈到该反馈电路41a的升压电压VC对电源开关42的占空因数进行调节,从而使升压电压VC维持恒定。应当注意,占空因数表示电源开关42的接通持续时间与电源开关42的切换周期的可控的比率、即百分比。
接下来,下面参考图4至图6描述逆变器2的结构的示例。
如图4和图5所示,根据第一实施例,半导体模块3和用于冷却半导体模块3的冷却管23交替地堆叠以构成堆叠体18。每个半导体模块3均例如包括内置有逆变器开关32的长方体状的主体33。每个半导体模块3还包括电源端子34和控制端子35。电源端子34从主体33的相对的第一侧和第二侧中的一侧突出,且控制端子35从相对的第一侧和第二侧中的另一侧突出。电源端子34包括待电连接到DC电源8(参见图2)的DC端子34P和34N,并且包括用于输出AC电力的AC端子34A
堆叠体18和控制单元4容纳在由例如金属制成的外壳20中。外壳20配备有用于控制单元4的外部连接的连接器22。也就是说,安装到外壳20的连接器22能使控制单元4连接到ECU 10(参见图1)。控制单元4包括驱动控制板48和信号控制板49。
驱动电路40和电源电路41(见图2)安装到驱动控制板48。信号控制板49连接到连接器22。另外,信号控制板49经由未示出的线缆和/或连接器连接到驱动控制板48。
如图4和图6所示,驱动控制板48连接到半导体模块3的控制端子35。如图6所示,驱动控制板48包括高压区域AH和低压区域AL。高压区域AH连接到控制端子35。驱动电路40安装在高压区域AH上,而电源电路41安装在低压区域AL上。
如图4所示,驱动控制板48和信号控制板49布置成在驱动控制板48以及信号控制板49的厚度方向(Z方向)上彼此相邻,并且在驱动控制板48与信号控制板49之间有预定的间隙。另外,在驱动控制板48与信号控制板49之间的间隙中布置有由金属制成的屏蔽板21。屏蔽板21屏蔽从电源电路41的变压器43辐射出的电磁噪波。这抑制了从变压器43辐射出的大量电磁噪波通过连接器22与外壳20之间的间隙泄漏到外部。
如图5所示,在堆叠体18的堆叠方向(X方向)上相邻的每两个冷却管23经由接合管26彼此接合。其中一个连接管26布置成在每个冷却管23的纵向方向即Y方向上穿过每个冷却管23的一个端部,以与冷却管23连通。另一个连接管26布置成在每个冷却管23的纵向方向(Y方向)上穿过每个冷却管23的另一个端部以与冷却管23连通。
外壳20具有大致长方体形状,并且在X方向上还具有相对的第一侧壁和第二侧壁。在冷却管23中,第一端部冷却管23a位于堆叠体18的在X方向上更靠近第一侧壁的第一端部处,第一端部冷却管23a在其第一边缘处沿Y方向接合到用于将制冷剂13引入该冷却管23a的入口管24。也就是说,入口管24的一个端部穿过第一侧壁的对应端部以从外壳20露出。
第一端部冷却管23a在其相对的第二边缘处沿Y方向接合到用于将已经循环通过冷却管23的制冷剂13排出的出口管25。也就是说,入口管24的另一个端部穿过第一侧壁的对应端部以从外壳20露出。
制冷剂13通过入口管24引入,并通过连接管26流入所有冷却管23,以从出口管25排出。因此,每个半导体模块3均被冷却。
另外,诸如板簧之类的按压构件17布置到外壳20的第二侧壁的内表面,以在X方向上朝向外壳20的第一侧壁将压力施加到堆叠体18。这确保了冷却管23和半导体模块3之间的足够的接触压力,同时将堆叠体18紧固到外壳20。
接下来,下面参考图7的流程图描述由电力转换器系统1执行的驱动频率控制例程。
如图7所示,在步骤S1中,电力转换器系统1的ECU 10对无线电接收器5是否正在接收无线电的所选频道、即频率进行判断。
当判断无线电接收器5没有正在接收所选择的无线电频道时(步骤S1中为“否”),ECU 10重复执行步骤S1中的操作。
否则,当判断无线电接收器5正在接收所选择的无线电频道时(步骤S1中为“是”),在步骤S2中,ECU 10从无线电接收器5获得无线电调谐频道的接收频率F,并且将接收频率F发送到频率改变单元6。
随后,在步骤S3中,频率改变单元6接收接收频率F,并且对作为电源开关42的驱动频率f的谐波频率的谐波频率fn进行计算。此后,在步骤S3中,频率改变单元6对任意谐波频率fn(=f1、f2、f3,、……)和接收频率F之间的每个频率差Δf的绝对值进行计算,该绝对值可以用下面的等式表示:Δf=|fn-F|。然后,在步骤S3中,频率改变单元6对每个频率差Δf的绝对值是否等于或小于预定阈值fTH进行判断。
当判断至少一个频率差Δf的绝对值大于预定阈值fTH时(步骤S3中为“否”),驱动频率控制例程返回到步骤S1,并重复执行步骤S1中的操作。
否则,当判断至少一个频率差Δf的绝对值等于或小于预定阈值fTH时(步骤S3中为“是”),在步骤S4中,频率改变单元6改变电源开关42的驱动频率f,使得至少一个频率差Δf的绝对值变得大于阈值fTH。此后,频率改变单元6终止驱动频率控制例程。
接下来,下面对电力转换器系统1如何工作进行描述,并且还对电力转换器系统1获得的技术益处进行描述。
如图2所示,根据第一实施例的电力转换器1包括频率改变单元6。频率改变单元6对作为电源开关42的驱动频率f的谐波频率的谐波频率fn进行计算。
然后,当判断至少一个谐波频率fn与无线电接收器5的接收频率F之间的至少一个频率差Δf的绝对值等于或小于阈值fTH时,频率改变单元6对电源开关42的驱动频率f进行改变,使得至少一个频率差Δf的绝对值变得大于阈值fTH
这使得可以将作为谐波频率(即,电磁噪波)的谐波频率fn与接收频率F分离至少阈值fTH,由此有效地抑制从无线电接收器5产生噪波。
另外,如图4所示,根据第一实施例的逆变器2包括外壳20,外壳20由金属制成并且容纳半导体模块3和控制单元4。外壳20配备有用于控制单元4的外部连接的连接器22。另外,控制单元4包括驱动控制板48和信号控制板49,在它们之间布置有对从变压器43辐射出的电磁噪波进行屏蔽的屏蔽板21。
这防止了大量电磁噪波从连接器22泄漏到外部,由此更有效地抑制在无线电接收器5中产生噪波。连接器22通常由诸如合成树脂之类的可以供电磁噪波容易地穿过的材料制成。因此,将屏蔽板21布置在驱动控制板48与信号控制板49之间在屏蔽来自变压器43的电磁噪波和抑制来自连接器22的大量电磁噪波的泄漏方面非常有效。
如上所述,第一实施例的电力转换器系统使得可以抑制因从逆变器2的电源电路41辐射出的电磁噪波而在无线电接收器5中产生大量噪波。
第二实施例
下面描述根据本公开第二实施例的电力转换器系统1A,其中控制单元4A的结构不同于第一实施例的控制单元4的结构。
如图8所示,根据第二实施例的控制单元4A包括切换控制模块CM,该切换控制模块CM包括判断单元44和变速部段45。在图8中,省略了反馈电路41a的图示。
判断单元44对因逆变器开关32的接通/断开切换操作而辐射的电磁噪波是否影响无线电接收器5进行判断。如果判断单元44判断电磁噪波影响了无线电接收器5,则变速单元45降低每个逆变器开关32的切换速度。这抑制了无线电接收器5中产生噪波。
如图9所示,当驱动电路40将每个逆变器开关32的接通脉冲V的上升和下降速度设定成高时,每个接通脉冲V的这种高速上升和下降可导致因例如母线16(16H、16H)的寄生电感(参见图8)而在对应的接通脉冲V中产生振荡(英文:ringing)。由于振荡的频率是几MHz,因此在FM广播中可能产生噪波。在这种情况下,如图10所示,变速单元45被构造成使得驱动电路40将每个逆变器开关32的切换速度、即接通脉冲V的上升和下降速度设定为低值。尽管逆变器开关32的切换损耗高,但是该构造抑制了每个接通脉冲V上的振荡,导致不太可能产生电磁噪波,由此防止在无线电接收器5中产生噪波。
如图11所示,根据第二实施例的驱动电路40A包括第一限速电阻器RA和第二限速电阻器RB
第一限速电阻器RA具有相对低的电阻,第二限速电阻器RB具有比第一限速电阻器RA更高的电阻。这两个限速电阻器RA、RB彼此并联连接。每个限速电阻器RA、RB均连接到每个逆变器开关32的控制端子320。另外,用于选择限速电阻器RA、RB中的任一个的选择开关47(47A和47B)与限速电阻器RA、RB串联设置。此外,驱动电路40包括用于对每个逆变器开关32进行驱动的驱动开关46。
当判断单元44判断无线电接收器5没有正在接收FM广播时,即使在每个逆变器开关32的接通脉冲V中产生振荡,在无线电接收器5中也不会产生噪波,变速单元45选择具有低电阻的第一限速电阻器RA。也就是说,变速单元45选择性地接通第一选择开关47A,同时保持第二选择开关47B断开,从而通过第一限速电阻器RA将接通脉冲V施加到每个逆变器开关32的控制端子320,以接通对应的逆变器开关32。这使得逆变器开关32以更高的上升速度和下降速度接通或断开(参见图9),由此减小了切换损耗。
相反,当判断单元44判断无线电接收器5正在接收FM广播时,因每个逆变器开关32的接通脉冲V振荡,所以可能在无线电接收器5中产生噪波,变速单元45选择具有高电阻的第二限速电阻器RB。也就是说,变速单元45选择性地接通第二选择开关47B,同时保持第一选择开关47A断开,从而通过第二限速电阻器RB将接通脉冲V施加到每个逆变器开关32的控制端子320,以接通对应的逆变器开关32。这使得逆变器开关32以更低的上升速度和下降速度接通或断开(参见图10),由此防止在每个逆变器开关32的接通脉冲V上产生振荡。这抑制了无线电接收器5中产生噪波。
接下来,下面参考图12的流程图描述由电力转换器系统1A的控制单元4A所执行的开关控制例程。
如图12所示,在步骤S11中,控制单元4A对无线电接收器5是否正在接收FM广播进行判断,即对无线电接收器5是否受到由逆变器开关32的振荡而辐射的电磁噪波的影响进行判断。当判断无线电接收器5没有正在接收FM广播时(步骤S11中为“否”),开关控制例程前进到步骤S12。在步骤S12中,控制单元4A接通第一选择开关47A,同时保持第二选择开关47B断开,从而在步骤S12中选择第一限速电阻器RA
否则,当判断无线电接收器5正在接收FM广播时(步骤S11中为“是”),开关控制例程前进到步骤S13。在步骤S13中,控制单元4A接通第二选择开关47B,同时保持第一选择开关47A断开,从而在步骤S13中选择第二限速电阻器RB
在步骤S13或步骤S14的操作之后,控制单元4A将接通脉冲V通过所选择的限速电阻器RA和RB中的一个施加到每个逆变器开关32的控制端子320,从而接通对应的一个逆变器开关32。
下面描述根据第二实施例的电力转换器系统1A获得的技术益处
除了由第一实施例的电力转换器系统1获得的技术益处之外,电力转换器系统1A的上述构造还抑制了因每个逆变器开关32的切换而在无线电接收器5中产生噪波。
第三实施例
下面描述根据本公开第三实施例的电力转换器系统1B,其中控制单元4B的结构不同于第一实施例的控制单元4的结构。
如图13所示,根据第三实施例的控制单元4B包括驱动信号生成电路411、频率改变开关SW以及两个电容器CA、CB。两个电容器CA、CB连接到驱动信号生成电路411。频率改变开关SW设置在两个电容器CA、CB之间。另外,根据第三实施例,在控制单元4B中没有设置频率改变单元6。在该实施例中,ECU 10还用作频率改变单元6。在图13中,省略了反馈电路41a的图示。
驱动信号生成电路411包括振荡器419和恒流源418。开关SW具有相对的第一端子和第二端子以及控制端子。振荡器419具有连接到恒流源418并连接到频率改变开关SW的输入端子的输入端子,并且还具有连接到电源开关42的控制端子的输出端子。
电容器CA、CB中的每一个均具有彼此面对的相对的第一电极和第二电极。电容器CA的第一电极连接在频率改变开关SW的第一端子与振荡器419的输入端子之间,且电容器CA的第二电极连接到共同信号地线。电容器CB的第一电极连接到频率改变开关SW的第二端子,且电容器CB的第二电极连接到共同信号地线。ECU 10构造成对频率改变开关SW的接通/断开切换操作进行控制。
振荡器419根据基于从恒流源418输出的恒定电流对电容器C(CA和CB)充电和放电所需的时间,对供给到电源开关42的控制端子的驱动信号的频率、即电源开关42的驱动频率f进行判断。
也就是说,当频率改变开关SW接通时,基于从恒流源418输出的恒定电流对电容器C(CA和CB)充电和放电的时间,对驱动信号的每个脉冲的接通持续时间以及驱动信号的驱动频率f进行定义。
具体地,当频率改变开关SW断开时,两个电容器CA、CB中仅有第一电容器CA连接到驱动信号生成电路411。因此,第一电容器CA在短时间内充电然后放电,导致从振荡器419输出到电源开关42的驱动信号的频率(即,驱动频率f)变高。否则,当频率改变开关SW接通时,两个电容器CA、CB都连接到驱动信号生成电路411。因此,电容器CA、CB在较长时间内充电然后放电,导致从振荡器419输出到电源开关42的驱动信号的频率(即,驱动频率f)变低。
当判断驱动频率f的至少一个谐波频率(即,至少一个谐波频率fn)与接收频率F之间的至少一个频率差Δf的绝对值等于或小于阈值fTH时,频率改变单元6将频率改变开关SW从接通状态切换到断开状态,或者从断开状态切换到接通状态。这改变了驱动频率f,使得至少一个频率差Δf的绝对值变得大于阈值fTH
因此,除了由第一实施例的电力转换器系统1获得的技术益处之外,电力转换器系统1B的上述构造还抑制了在无线电接收器5中产生噪波。
第四实施例
下面描述根据本公开第四实施例的电力转换器系统1C,其中变压器43的布置与根据第一实施例的布置不同。
如图14所示,根据第四实施例的变压器43布置在待连接到连接器22的外部设备连接器220插入和拆卸的方向上(Y方向),比驱动控制板48的中间部分M更远离连接器22的位置处。
这使得可以将变压器43布置在远离连接器22的位置处。因此,该构造获得了从变压器43辐射出的电磁噪波不太可能从连接器22泄漏到外部的技术益处,由此,除了由第一实施例的电力转换器系统1获得的技术益处之外,还更有效地抑制了在无线电接收器5中产生噪波。
根据每个实施例的电力转换器系统均被设计成包括逆变器2的逆变器系统,但是可以被设计成包括代替逆变器2的电压转换器的电压转换器。
控制单元4可以与逆变器2分离。
虽然本文已经描述了本公开的说明性实施例,但本公开并不限于本文所描述的实施例,而是包括具有变形、省略、(例如,跨越不同实施例的方面的)组合、添加和/或本领域技术人员基于本公开内容能够领会到的替代。权利要求书中的限制基于权利要求书中所采用的语言被宽泛地理解,而不限于本说明书中或者在本申请的审查期间描述的示例,这些示例被理解为非排他性的。

Claims (4)

1.一种电力转换器系统,包括:
电力转换器,所述电力转换器包括半导体模块,所述半导体模块包括转换器开关;
控制单元,所述控制单元用于对所述转换器开关的操作进行控制,由此使所述电力转换器将输入电力转换为输出电力;以及
无线电接收器,所述无线电接收器布置成靠近所述电力转换器,
所述控制单元包括:
驱动电路,所述驱动电路被构造成对所述转换器开关的接通/断开切换操作进行控制;
电源电路,所述电源电路包括电源开关和连接到所述电源开关的变压器,所述电源电路被构造成以驱动频率循环接通所述电源开关,从而相应地产生用于所述驱动电路的电源电压;以及
频率改变单元,所述频率改变单元被构造成:
获得所述无线电接收器的接收频率;
计算所述电源开关的驱动频率的谐波频率;
对任意所述谐波频率与所述接收频率之间的每个频率差的绝对值是否等于或小于预定阈值进行判断;并且
当判断至少一个所述频率差的绝对值等于或小于所述预定阈值时,改变所述驱动频率,使得至少一个所述频率差的绝对值变得大于所述预定阈值,
所述控制单元还包括:
判断单元,所述判断单元构造成对因所述转换器开关的接通/断开切换操作而辐射的电磁噪波是否影响所述无线电接收器进行判断;以及
变速单元,所述变速单元构造成当判断所述电磁噪波影响了所述无线电接收器时降低所述转换器开关的切换速度。
2.根据权利要求1所述的电力转换器系统,其特征在于,
所述转换器开关具有控制端子,
所述驱动电路包括:
具有电阻的第一限速电阻器;
第二限速电阻器,所述第二限速电阻器的电阻比所述第一限速电阻器的电阻大;以及
选择开关,所述选择开关用于对所述第一限速电阻器和所述第二限速电阻器中的一个进行选择,
所述第一限速电阻器和所述第二限速电阻器中的每一个串联连接到所述转换器开关的所述控制端子,
所述驱动电路被构造成向所述转换器开关的所述控制端子施加电压,由此接通所述转换器开关;并且
所述变速单元构造成选择第二限速电阻器,使所述电压通过所述第二限速电阻器施加到所述控制端子,从而降低控制开关的切换速度。
3.根据权利要求1或2所述的电力转换器系统,其特征在于,
所述电力转换器包括所述控制单元,并且还包括:
外壳,所述外壳由金属制成并且容纳所述半导体模块和所述控制单元;以及
连接器,所述连接器安装到所述外壳,用于所述控制单元的外部连接,
所述控制单元包括:
驱动控制板,所述驱动电路和所述电源电路安装到所述驱动控制板;以及
信号控制板,所述信号控制板连接到所述驱动控制板和所述连接器,
所述驱动控制板和所述信号控制板布置成在所述驱动控制板以及所述信号控制板的厚度方向上彼此相邻,并且在所述驱动控制板与所述信号控制板之间有预定的间隙,
所述电力转换器系统还包括:
屏蔽板,所述屏蔽板布置在所述驱动控制板与所述信号控制板之间的所述间隙中,所述屏蔽板用于屏蔽安装到所述驱动控制板的所述变压器所辐射的电磁噪波。
4.根据权利要求3所述的电力转换器系统,其特征在于,
所述变压器布置在待连接到所述连接器的外部设备连接器插入和拆卸的方向上,比所述驱动控制板的中间部分更远离所述连接器的位置处。
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