DE102017106027A1

DE102017106027A1 - Aktive Gleichtaktauslöschung

Info

Publication number: DE102017106027A1
Application number: DE102017106027.8A
Authority: DE
Inventors: Frank Klotz; Stephan Cordes
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2016-03-22
Filing date: 2017-03-21
Publication date: 2017-09-28
Also published as: CN107222092A; US20170279345A1; CN112838750A; US9800133B2

Abstract

Bei manchen Beispielen ist ein Schaltkreis dazu konfiguriert, ein erstes Signal wenigstens teilweise basierend auf einem Eingangssignal zu erzeugen, wobei das erste Signal ein Gleichtaktsignal und ein Lastsignal umfasst. Der Schaltkreis ist ferner dazu konfiguriert, ein zweites Signal wenigstens teilweise basierend auf dem Eingangssignal zu erzeugen, wobei das zweite Signal eine invertierte Version des Gleichtaktsignals umfasst. Der Schaltkreis ist ferner dazu konfiguriert, das erste Signal und das zweite Signal an eine Last anzulegen.

Description

Technisches Gebiet
Diese Anmeldung betrifft elektrische Schaltkreise und insbesondere elektrische Schaltkreise zum Auslöschen von Gleichtaktsignalen („common mode signals“). Solche Gleichtaktsignale können z.B. bei manchen Steueraufgaben, z.B. bei der Ansteuerung von Elektromotoren, unerwünscht sein. Es ist daher eine Aufgabe, Möglichkeiten zur Auslöschung derartiger Signale bereitzustellen.
Kurzdarstellung
Es werden ein Schaltkreis nach Anspruch 1 oder 11, ein System nach Anspruch 15 sowie ein Verfahren nach Anspruch 18 bereitgestellt. Die Unteransprüche definieren weitere Ausführungsformen. Die in den Unteransprüchen genannten Schalter können insbesondere zum Erzeugen der genannten Signale (z.B. erstes Signal, zweites Signal, Auslöschungssignal) dienen.
Diese Anmeldung beschreibt Techniken zur aktiven Auslöschung eines Gleichtaktsignals durch die Verwendung eines Auslöschungssignals, das eine invertierte Version des Gleichtaktsignals ist. Das Gleichtaktsignal kann als Teil eines ersten, primären Signals vorliegen, das angelegt wird, um eine Last zu treiben. Das Auslöschungssignal wird zu dem Gleichtaktsignal addiert und die zwei Signale heben einander auf. Die Signale werden durch Anlegen des Auslöschungssignals und des Gleichtaktsignals an dieselbe Last addiert, was zu dem gewünschten Signal führen kann, um die Last zu treiben.
Bei manchen Beispielen beschreibt die Anmeldung einen Schaltkreis, der dazu konfiguriert ist, ein erstes Signal wenigstens teilweise basierend auf einem Eingangssignal zu erzeugen, wobei das erste Signal ein Gleichtaktsignal und ein Lastsignal umfasst. Der Schaltkreis ist ferner dazu konfiguriert, ein zweites Signal wenigstens teilweise basierend auf dem Eingangssignal zu erzeugen, wobei das zweite Signal eine invertierte Version des Gleichtaktsignals umfasst. Der Schaltkreis ist ferner dazu konfiguriert, das erste Signal und das zweite Signal an eine Last anzulegen.
Bei manchen Beispielen beschreibt die Anmeldung einen Schaltkreis, der dazu konfiguriert ist, ein Auslöschungssignal wenigstens teilweise basierend auf einem Eingangssignal und einem Gleichtaktsignal zu erzeugen, wobei das Auslöschungssignal eine invertierte Version des Gleichtaktsignals umfasst. Der Schaltkreis ist ferner dazu konfiguriert, das Auslöschungssignal an eine Last anzulegen.
Bei manchen Beispielen beschreibt die Anmeldung ein System, das einen Elektromotor und einen Wandlerschaltkreis, der dazu konfiguriert ist, ein erstes Signal wenigstens teilweise basierend auf einem Eingangssignal zu erzeugen, umfasst, wobei das erste Signal ein Gleichtaktsignal und ein Lastsignal umfasst, wobei der Wandlerschaltkreis dazu konfiguriert ist, das erste Signal an den Elektromotor anzulegen. Das System umfasst ferner einen Auslöschungsschaltkreis, der dazu konfiguriert ist, ein zweites Signal wenigstens teilweise basierend auf dem Eingangssignal zu erzeugen, wobei das zweite Signal eine invertierte Version des Gleichtaktsignals umfasst, wobei der Auslöschungsschaltkreis dazu konfiguriert ist, das zweite Signal mittels eines Auslöschungskondensators an den Elektromotor anzulegen.
Bei manchen Beispielen beschreibt die Anmeldung ein Verfahren, das Erzeugen eines ersten Signals durch einen ersten Schaltkreis wenigstens teilweise basierend auf einem Eingangssignal umfasst, wobei das erste Signal ein Gleichtaktsignal und ein Lastsignal umfasst. Das Verfahren umfasst ferner Erzeugen eines zweiten Signals durch einen Auslöschungsschaltkreis wenigstens teilweise basierend auf dem Eingangssignal, wobei das zweite Signal eine invertierte Version des Gleichtaktsignals umfasst. Das Verfahren umfasst ferner Anlegen des ersten Signals durch den ersten Schaltkreis an eine Last. Das Verfahren umfasst ferner Anlegen des zweiten Signals durch den Auslöschungsschaltkreis an die Last.
Die Einzelheiten eines oder mehrerer Beispiele sind in den beiliegenden Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung dargelegt. Andere Merkmale, Objekte und Vorteile werden aus der Beschreibung und den Zeichnungen und aus den Ansprüchen ersichtlich.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1A ist ein Schaltbild eines elektrischen Schaltkreises mit einer Spannungsquelle, einer Last und einer Referenzmasse gemäß manchen Beispielen dieser Anmeldung.
1B ist ein Schaltbild eines elektrischen Schaltkreises mit einer Spannungsquelle, einer Last und einer Referenzmasse gemäß manchen Beispielen dieser Anmeldung.
2 ist ein Schaltbild eines elektrischen Schaltkreises einschließlich eines Auslöschungsschaltkreises gemäß manchen Beispielen dieser Anmeldung.
3 ist ein Konzeptblockschaltbild eines Elektromotors mit einem ersten Signal und einem zweiten Signal gemäß manchen Beispielen dieser Anmeldung.
4 ist ein Schaltbild eines elektrischen Schaltkreises einschließlich eines Auslöschungsschaltkreises, der mit zwei Komponenten einer Last verbunden ist, gemäß manchen Beispielen dieser Anmeldung.
5 ist ein Konzeptblockschaltbild eines Elektromotors mit einer Welle und einer getrennten Last, die mit der Welle verbunden ist, gemäß manchen Beispielen dieser Anmeldung.
6 ist ein Konzeptblockschaltbild eines elektrischen Schaltkreises gemäß manchen Beispielen dieser Anmeldung.
7A ist eine Veranschaulichung eines integrierten Schaltkreises, der einen Wandlerschaltkreis und einen Auslöschungsschaltkreis enthält, gemäß manchen Beispielen dieser Anmeldung.
7B ist eine Veranschaulichung einzelner Komponenten eines Wandlerschaltkreises und eines Auslöschungsschaltkreises gemäß manchen Beispielen dieser Anmeldung.
7C ist eine Veranschaulichung eines integrierten Schaltkreises, der einen Auslöschungsschaltkreis enthält, gemäß manchen Beispielen dieser Anmeldung.
8 ist ein Graph von Simulationsergebnissen für eine dreiphasige Auslöschung gemäß manchen Beispielen dieser Anmeldung.
9A beinhaltet Graphen, die eine erzwungene Kommutierung gegenüber einer natürlichen Kommutierung für zwei Schalter gemäß manchen Beispielen dieser Anmeldung veranschaulichen.
9B ist ein Schaltbild, das eine erzwungene Kommutierung gegenüber einer natürlichen Kommutierung für zwei Schalter gemäß manchen Beispielen dieser Anmeldung veranschaulicht.
10 beinhaltet Graphen, die eine erzwungene Kommutierung gegenüber einer natürlichen Kommutierung für zwei Schalter gemäß manchen Beispielen dieser Anmeldung veranschaulichen.
11 ist ein Flussdiagramm, das eine aktive Gleichtaktauslöschung gemäß manchen Beispielen dieser Anmeldung veranschaulicht.
Ausführliche Beschreibung
Elektromotorvorrichtungen und andere Lasten können durch einen Wandlerschaltkreis gesteuert werden, der ein Schaltbetriebsprinzip verwendet, um mehrere Ausgangssignale zu erzeugen. Beispiele für Wandlerschaltkreise beinhalten Schaltkreise, die ein Schaltbetriebsprinzip verwenden, wie etwa DC-AC-Wandler (DC: Direct Current – Gleichstrom; AC: Alternating Current – Wechselstrom), AC-DC-Wandler, DC-DC-Wandler und AC-AC-Wandler. Bei manchen Beispielen kann ein DC-AC-Wandler jede Motorphase abwechselnd zwischen den DC-Eingangsspannungspotentialen schalten. Der elektronische Schalter kann ein Transistor, einschließlich unter anderem eines IGBT oder eines MOSFET, eine Diode oder eine beliebige andere geeignete Vorrichtung sein. Um einen hohen Effizienzfaktor zu erreichen, kann der Schaltprozess im Bereich von Nanosekunden liegen. Aufgrund dieser hohen Schaltgeschwindigkeit wird ein hohes dv/dt mittels der Motorleitungen an die Motorspulenwicklungen angelegt. In Abhängigkeit von der Konstruktion des Elektromotortreibers können die Motorwicklungen signifikante parasitäre Kapazitäten aufweisen, die eine kapazitive Kopplung mit dem Motorgehäuse und der Motorwelle verursachen können. Während jedes Schaltübergangs werden diese Kapazitäten entladen und/oder wiederaufgeladen, was eine hochfrequente Störung und/oder einen Lagerstrom in dem Elektromotortreiber verursacht. Diese Ströme fließen über das Motorgehäuse, das direkt galvanisch mit hoher oder niedriger Impedanz oder indirekt kapazitiv oder über die Motorwelle und das Lager mit der Referenzmasse verbunden sein kann.
Bei dem Beispiel von Elektroautos und Hybridelektroautos ist die Referenzmasse oft das Fahrzeuggestell. Die parasitären Störströme, die auch als Gleichtaktsignale bekannt sind, kehren über direkte Verbindungen mit hoher oder niedriger Impedanz oder indirekte parasitäre Verbindungen und über die Versorgungsleitungen zu der Leistungsquelle zurück. Grenzen und Anforderungen für leitergebundene und abstrahlende Emission können die Gegenmaßnahmen zum Verhindern von Störungen über parasitäre Kapazitäten beeinflussen. Diese Gegenmaßnahmen können die Belastbarkeit der Lager sicherstellen.
Allgemein kann ein Gleichtaktsignal in den Versorgungsleitungen und Motor(Last)-Leitungen detektiert werden. Das Gleichtaktsignal fließt über die Referenzmasse. Für Elektromotortreiberanwendungen in Elektroautos und Hybridelektroautos kann das Gleichtaktsignal in dem Frequenzbereich von der Frequenz einer DC-AC-Wandler-Pulsbreitenmodulation (PWM) bis zu mehreren hundert Megahertz vorliegen. Das Ausmaß eines Gegenmaßnahmenaufwands nimmt zu, wenn die Länge der Motorleitungen, die den DC-AC-Wandler und den Elektromotor verbinden, zunimmt.
Bei manchen Beispielen beinhalten Verfahren zum Verhindern oder Unterdrücken von Gleichtaktsignalen eine partielle oder vollständige Abschirmung eines Elektro- oder Hybridelektroantriebsstrangs. Alternativ kann ein Gleichtaktfilter verwendet werden, um den Störstrom und das Ausmaß der Abschirmung zu reduzieren. Um einen Lagerstrom zu reduzieren, können Gleitkontakte oder eine Isolation von Lager und Kupplung verwendet werden.
Parasitäre Kapazitäten können innerhalb elektrischer Systeme für Kraftfahrzeuge und innerhalb von Elektromotoren in Kraftfahrzeugen vorhanden sein, aber diese Anmeldung ist nicht auf Kraftfahrzeugsanwendungen beschränkt. Parasitäre Kapazitäten und Gleichtaktsignale können in einer beliebigen anderen Anwendung vorhanden sein, die ein Schaltbetriebsprinzip und eine Last, die ein Gleichtaktsignal führt, verwendet. Die Gleichtaktsignale, die über parasitäre Kapazitäten und parasitäre Impedanzen fließen, können einen Funkdienstempfang stören und können eine Lagererosion verursachen. Verfahren zum Verhindern und Beseitigen von Gleichtaktsignalen beinhalten Filter und eine partielle oder vollständige Abschirmung. Diese Lösungen können kostenaufwändig sein, können wertvollen Platz verbrauchen und können Gewicht zu dem System hinzufügen. Gleichtaktfilter können für den maximalen Strom der Anwendung ausgelegt sein müssen, was zusätzlichen Platz benötigt und mehr Gewicht hinzufügt. Weiterhin kann die Impedanz einer Abschirmung und von Gleitkontakten über die Lebensdauer des Systems abnehmen.
Diese Anmeldung beschreibt Techniken, die ein Gleichtaktsignal aktiv auslöschen können, indem sie ein Auslöschungssignal erzeugen, das eine invertierte Version des Gleichtaktsignals ist. Das Gleichtaktsignal kann als Teil eines ersten, primären Signals vorhanden sein, das an eine Last, wie etwa einen Elektromotortreiber, angelegt werden soll. Das Auslöschungssignal hebt das Gleichtaktsignal auf, wenn die zwei Signale miteinander addiert werden. Die Signale werden miteinander durch Anlegen des Auslöschungssignals an dieselbe Last wie das Gleichtaktsignal addiert. Addieren des Auslöschungssignals zu dem Gleichtaktsignal kann zu dem gewünschten Signal führen, um die Last zu treiben.
Der Auslöschungsschaltkreis, der das Auslöschungssignal erzeugt, kann Schalter und einen oder mehrere Auslöschungskondensatoren beinhalten. Durch Reduzieren des Gleichtaktsignals, das die Last durchläuft, kann der Auslöschungsschaltkreis den Bedarf für Gleichtaktfilter oder eine Abschirmung reduzieren oder beseitigen.
Allgemein beschreibt diese Anmeldung Techniken, die durch einen Auslöschungsschaltkreis implementiert werden, der dazu konfiguriert ist, ein erstes, primäres Signal unter Verwendung eines Eingangssignals zu erzeugen. Der Auslöschungsschaltkreis kann aktive oder passive Komponenten, wie etwa Schalter, Transistoren, Dioden, Widerstände, Kondensatoren und/oder Spulen beinhalten. Bei manchen Beispielen können die Schalter in dem Auslöschungsschaltkreis Bipolartransistoren mit isoliertem Gate mit Freilaufdioden sein, um einen Durchbruch des Transistors in Sperrrichtung zu verhindern.
Das primäre Signal kann ein Gleichtaktsignal und ein Lastsignal enthalten. Bei manchen Beispielen kann das Gleichtaktsignal den Gleichtakt zwischen mehreren Phasen des primären Signals repräsentieren. Das Lastsignal kann das verbleibende Signal repräsentieren und kann auch als ein Differenzsignal bekannt sein. Das primäre Signal kann eine oder mehrere Phasen beinhalten, die getrennte Signale sein können, die zusammen von einem Kabelsatz geführt werden.
Der Auslöschungsschaltkreis kann ferner dazu konfiguriert sein, ein zweites Auslöschungssignal unter Verwendung des Eingangssignals zu erzeugen. Das Auslöschungssignal kann eine invertierte Version des Gleichtaktsignals des primären Signals beinhalten. Bei manchen Beispielen kann, falls das Gleichtaktsignal des primären Signals eine Rechteckschwingung ist, das Auslöschungssignal auch eine Rechteckschwingung mit identischer Frequenz und Amplitude, aber entgegengesetzter Polarität sein.
Der Auslöschungsschaltkreis kann dazu konfiguriert sein, das primäre Signal und das Auslöschungssignal an eine Last anzulegen. Die Last kann bei manchen Beispielen ein Elektromotor eines Elektro- oder Hybridelektrokraftfahrzeugs sein. Die Last kann bei einer Heizanwendung auch eine Spule sein oder ein Transformator. Die Techniken dieser Anmeldung können auf die Last in einem beliebigen Schaltbetriebsschaltkreis zutreffen, der eine aktive Gleichtaktauslöschung verwendet. Durch Anlegen des primären Signals und des Auslöschungssignals an die Last kann das Auslöschungssignal das Gleichtaktsignal auslöschen, wodurch ermöglicht wird, dass das primäre Signal die Last ohne jeglichen durch parasitäre Kapazitäten oder parasitäre Induktivitäten verursachten Effekt treibt.
1A ist ein Schaltbild eines elektrischen Schaltkreises 4 mit einer Spannungsquelle 6, einer Last 8 und einer Referenzmasse 10 gemäß manchen Beispielen dieser Anmeldung. 1A stellt die Erzeugung eines Gleichtaktstroms in System 2 dar, das eine vereinfachte schematische Darstellung einer Motortreiberanwendung ist. In System 2 kann Spannungsquelle 6 über Drähte 14A und 14B mit elektrischem Schaltkreis 4 verbunden sein. Bei manchen Beispielen kann Draht 14A eine positive Gleichspannung führen und kann Draht 14B eine negative Gleichspannung führen. Spannungsquelle 6 kann nicht direkt mit Referenzmasse 10 verbunden sein, aber ein Gleichtaktstrom kann sich von Referenzmasse 10 durch Referenzmasseverbindung 12, die ein massegebondeter Draht mit niedriger Impedanz oder eine Massebondung mit hoher Impedanz über einen Widerstand und/oder parasitären Kondensator sein kann, zu Spannungsquelle 6 bewegen. Referenzmasseverbindung 12 kann das mittlere Potential von Spannungsquelle 6 mit Referenzmasse 10 verbinden. Der mögliche Pfad eines Gleichtaktstroms ist in 1A durch Pfeile veranschaulicht.
Drähte 14A und 14B können mit Gleichspannungszwischenkreiskondensator 16 verbunden sein. Ein Zweck von Gleichspannungszwischenkreiskondensator 16 kann es sein, zu verhindern, dass transiente Signale von Schaltern 18A und 18B zurück zu Spannungsquelle 6 abgestrahlt werden. Drähte 14A und 14B können ferner mit Schaltern 18A und 18B verbunden sein. Bei manchen Beispielen können mehr als zwei Schalter vorliegen, falls das an Last 8 anzulegende Signal ein Mehrphasensignal ist. Es können sechs Schalter 18A–18F vorliegen, falls Last 8 zum Beispiel ein dreiphasiger Motor ist. Bei manchen Beispielen kann jede Phase zwei Schalter 18 benötigen, um einen Wechselstrom zu erzeugen oder zu empfangen.
Bei manchen Beispielen können Schalter 18 Feldeffekttransistoren mit einem Gate, einem Drain und einer Source sein. Schalter 18 können Bipolartransistoren oder Bipolartransistoren mit isoliertem Gate (IGBT: Insulated Gate Bipolar Transistors) mit einem Gate, einem Emitter und einem Kollektor sein. IGBTs können Vorteile bereitstellen, wie etwa die Fähigkeit unter hohen Spannungen, hohen Temperaturen und einer hohen Ausgangsleistung zu arbeiten. Schalter 18 können eine beliebige andere Vorrichtung sein, die dazu in der Lage ist, mit einem schnellen Übergang im Nanosekundenbereich zu arbeiten, wie etwa eine Diode oder ein Transistor. Um eine hohe Schaltgeschwindigkeit im Bereich von Nanosekunden zu erreichen, wird ein Ausgangsspannungssignal 22 für Schalter 18 verwendet und mittels der Motorleitungen an die Motorwicklungen 28 angelegt. Schalter 18A und 18B können mit Freilaufdioden 20A und 20B parallelgeschaltet sein. Freilaufdioden 20A und 20B können einen Durchbruch von Schaltern 18A und 18B unter hohen Sperrspannungen verhindern.
Elektrischer Schaltkreis 4 kann die Ein- und Auszeit von Schaltern 18A und 18B durch Umschalten der Gatespannung jedes Schalters steuern. Es kann eine Verzögerung zwischen Ausschalten von Schalter 18A und Einschalten von Schalter 18B vorhanden sein. Schalter 18 können dazu konfiguriert sein, zwischen mehreren Zuständen, wie etwa ein und aus, zu schalten. Jeder der Zustände kann basierend auf einem Taktsignal, das das Schalten zwischen Zuständen auslöst, bestimmt werden. Elektrischer Schaltkreis 4 kann als ein Wandlerschaltkreis, der ein Schaltbetriebsprinzip verwendet, bezeichnet werden, wie etwa ein DC-AC-Wandler, ein AC-DC-Wandler, ein DC-DC-Wandler oder ein AC-AC-Wandler.
Elektrischer Schaltkreis 4 kann Ausgangsspannungssignal 22 zum Anlegen an Last 8 erzeugen. Der Graph des Ausgangsspannungssignals 22 zeigt eine Rechteckschwingung, die zwischen einem ersten Eingang, der dem Draht 14A zugeordnet ist, und einem zweiten Eingang, der dem Draht 14B zugeordnet ist, umgeschaltet werden kann. Für Ausgangsspannungssignal 22 kann die Spannung auf einem konstanten Pegel beginnen, dann mit einer Rate zunehmen, die von der Übergangsrate der Schalter abhängt, sich auf einem konstanten Pegel stabilisieren, dann mit einer Rate abnehmen, die von der Übergangsrate von Schaltern 18 abhängt. Der Graph von Ausgangsspannungssignal 22 kann nur eine von mehreren Phasen repräsentieren, die an Last 8 angelegt werden, welche in einem Schaltbetriebsprinzip arbeiten kann. Bei manchen Beispielen kann die Last 8 ein dreiphasiger Elektromotor sein.
Elektrischer Schaltkreis 4 kann auch Gleichtaktstrom 24 erzeugen. Der Graph von Gleichtaktstrom 24 zeigt Stromspitzen in entweder der positiven oder der negativen Richtung. Die Stromspitzen können aus dem Ein- oder Ausschalten von Schaltern 18A und 18B folgen. Der Zeitablauf der Pulse in dem Graph von Gleichtaktstrom 24 kann davon abhängen, ob eine natürliche Kommutierung oder eine erzwungene Kommutierung in elektrischem Schaltkreis 4 vorliegt. Durch Anlegen eines Signals mit dem Graph von Ausgangsspannungssignal 22 an die Wicklungen 28 kann das Ausgangsspannungssignal 22 aufgrund von parasitären Kapazitäten zu Gleichtaktstrom 24 im ganzen System 2 führen.
Elektrischer Schaltkreis 4 kann das primäre Signal an Last 8 anlegen. Last 8 kann Gehäuse 26, Motorspulenwicklungen 28 und parasitäre Kapazitäten 30 beinhalten. Parasitäre Kapazitäten 30 können keine tatsächlichen Kondensatoren sein, sondern stattdessen Kapazitäten, die zwischen Komponenten von System 2, wie etwa Gehäuse 26 und Motorspulenwicklungen 28, vorhanden sind. Wie durch Pfeile dargestellt, kann das Gleichtaktsignal durch parasitäre Kapazitäten 30 und durch Referenzmasse 10, die bei manchen Beispielen ein Fahrgestell eines Kraftfahrzeugs sein kann, in Last 8 fließen. Das Gleichtaktsignal kann dann durch Referenzmasse 10 zu Spannungsquelle 6 fließen, wo das Gleichtaktsignal in Drähte 14 eintreten kann. Das Gleichtaktsignal kann Spannungsquelle 6 von Referenzmasse 10 über Referenzmasseverbindung 12 erreichen.
1B ist ein Schaltbild eines elektrischen Schaltkreises mit einer Spannungsquelle 42, einer Last 8 und einer Referenzmasse 10. System 40 enthält Referenzmasseverbindung 44 zwischen Referenzmasse 10 und der Spannungsquelle 42 und/oder Drähten 14 gemäß manchen Beispielen dieser Anmeldung. 1B stellt Referenzmasseverbindung 44 als einen Massebonddraht mit niedriger Impedanz oder eine Massebondung mit hoher Impedanz über einen Widerstand und/oder eine parasitäre Kapazität einschließend dar. Bei manchen Beispielen können parasitäre Kapazitäten und Referenzmasseverbindungen anderswo und in verschiedenen Kombinationen innerhalb von System 40 vorliegen. 1B ist identisch mit 1A, außer der Konfiguration von Spannungsquelle 42 und Referenzmasseverbindung 44.
2 ist ein Schaltbild eines elektrischen Schaltkreises einschließlich eines Auslöschungsschaltkreises gemäß manchen Beispielen dieser Anmeldung. System 70 ist System 2 aus 1A ähnlich, außer dem Zusatz von Auslöschungsschaltkreis 50 und der Auslöschung des Gleichtaktsignals, wie durch die X auf den Pfeilen im gesamten System 70 angezeigt. Auslöschungsschaltkreis 50 kann auch als ein Auslöschungsbrückenzweig bezeichnet werden.
Diese Anmeldung beschreibt Techniken zum Auslöschen eines Gleichtaktsignals durch Hinzufügen von Auslöschungsströmen in Motorgehäuse 26 und/oder eine Lagerabschirmung. Diese Auslöschungsströme können synchronisierte, invertierte Versionen des Signals, das durch elektrischen Schaltkreis 4 erzeugt wird, sein. Daher kann ein invertiertes Ausgangsspannungssignal 56, das mit dem ursprünglichen Ausgangsspannungssignal 22 von elektrischem Schaltkreis 4 synchronisiert ist, über Auslöschungskondensator 60 in das Motorgehäuse 26 und/oder eine Lagerabschirmung eingekoppelt werden, um die parasitäre Kapazität 30 von den Wicklungen 28 aufzuheben und einen Gleichtaktstrom zu vermeiden. Auslöschungskondensator 60 kann im Verhältnis zu den Eigenschaften von Last 8 so bemessen werden, dass die Amplitude des Auslöschungssignals und die Amplitude des primären Signals gleich sind. Falls ein Störstrom über die Motorwelle zu der Motorlast fließt, kann ein (in 2 nicht gezeigter) weiterer auf die Motorlast bezogener Kondensator hinzugefügt werden. Der Vorteil kann ein reduzierter Störstrom in dem Motorgehäuse 28 und den (in 2 nicht gezeigten) Lagern sein, was es ermöglicht, die Menge einer Filterung und Abschirmung in System 70 zu reduzieren. Die Prinzipien von System 70 können auf Motortreiber oder ein beliebiges anderes durch Pulsbreitenmodulation (PWM: Pulse Width Modulation) gesteuertes System mit einer Gleichtaktkapazität zu Referenzmasse 10 zutreffen.
Eine Vielzahl verschiedener Arten von Motortreibern kann verwendet werden, um einen Elektromotor in Einklang mit den in dieser Anmeldung beschriebenen Techniken, einschließlich Schaltbetriebsschaltkreisen, zu treiben. Wechselrichtergesteuerte Motortreiber weisen wenigstens eine Wechselrichterphase für z. B. einfache Gleichstrommotortreiber mit einer Drehrichtung, zwei Phasen für bidirektionale Gleichstrom- oder Wechselstrommotortreiber und drei Phasenwechselrichter für Gleichstrom- oder Wechselstrommotortreiber auf. Der Ausdruck „wechselrichtergesteuert“ kann auf einen elektrischen Schaltkreis 4 verweisen, der ein Gleichstromeingangssignal in ein Wechselstromsignal zur Verwendung in Last 8 wandelt. Die Anzahl an Phasen ist theoretisch nicht beschränkt und kann auf N Phasen erhöht werden.
Für jede aktive Schaltmotorwechselrichterphase von elektrischem Schaltkreis 4 kann Auslöschungsschaltkreis 50 eine zeitgleiche Schaltphase aufweisen. In Abhängigkeit von dem Steuerschema mit zeitgleichen Schaltmotorwechselrichterphasen kann die gleiche Anzahl an Phasen, oder bei manchen Beispielen weniger Phasen, in Auslöschungsschaltkreis 50 vorhanden sein. Bei manchen Beispielen kann Auslöschungsschaltkreis 50 ein Auslöschungssignal mit weniger Phasen als das Signal, das von elektrischem Schaltkreis 4 an Last 8 gesendet wurde, erzeugen. Bei manchen Beispielen kann Auslöschungsschaltkreis 50 die gleiche Anzahl an Phasen wie elektrischer Schaltkreis 4 verwenden. Auslöschungsschaltkreis 50 kann die gleiche Art von Schaltern 52 (z. B. IGBTs, MOSFETs usw.) wie elektrischer Schaltkreis 4 aufweisen, um ein geeignetes Anpassen der Übergangseigenschaften der Schalter 18 einfach sicherzustellen, aber auch andere Arten von Schaltern können möglich sein. Die Auslöschungsschalter 52 können eine geringere Stromverarbeitungsfähigkeit aufweisen, weil Schalter 52 nur den Auslöschungsstrom zum Wiederaufladen von Auslöschungskondensator 60 während der Schaltübergangsphase des Motorwechselrichters bereitstellen können. Das Auslöschungssignal kann viel kleiner als das Signal von elektrischem Schaltkreis 4 sein. Die Worte „Strom“ und „Signal“, wie sie in dieser Anmeldung verwendet werden, können das Gleiche bedeuten oder ein Strom kann ein Beispiel für ein Signal sein.
Der Auslöschungskondensator 60 kann einen oder mehrere diskrete Kondensatoren oder Oberflächenkondensatoren in oder bei Last 8 aufweisen. Die Synchronisierung des Schaltens kann durch eine (in 2 nicht gezeigte) Steuereinheit durch Ableiten eines oder mehrerer Treibersignale für Schalter 52 von einem oder mehreren Treibersignalen für Schalter 18 erzielt werden. Die Synchronisierung des Schaltens kann auch durch direkte Synchronisierung der Treibersignale in der Steuereinheit erzielt werden.
System 70 beinhaltet Auslöschungsschaltkreis 50 mit Komponenten, die elektrischem Schaltkreis 4 ähnlich sein können, wie etwa Schalter 52, Freilaufdioden 54, Ausgangsspannungssignal 56 und Gleichtaktstrom 58. Auslöschungsschaltkreis 50 kann ein Eingangssignal von Drähten 14 empfangen und kann das Eingangssignal in eine invertierte Version des Ausgangssignals von elektrischem Schaltkreis 4 wandeln. Die Graphen von Ausgangsspannungssignal 56 und Gleichtaktstrom 58 können die Eigenschaften des Auslöschungssignals repräsentieren. Ausgangsspannungssignal 56 und Gleichtaktstrom 58 sind als synchronisierte, invertierte Versionen von Ausgangsspannungssignal 22 und Gleichtaktstrom 24 dargestellt. Insbesondere kann die Amplitude von Ausgangsspannungssignal 56 gleich der Amplitude von Ausgangsspannungssignal 22 sein, aber die Amplitude kann negativ sein. Wenn Ausgangsspannungssignal 22 positiv ist, kann Ausgangsspannungssignal 56 negativ sein, so dass, wenn die Signale an Last 8 angelegt werden, die Signale den Gleichtaktstrom auslöschen.
Das Auslöschungssignal kann sich über Auslöschungskondensator 60, der zum Auslöschen parasitärer Kapazitäten 30 gestaltet sein kann, zu Last 8 bewegen. Auslöschungsschaltkreis 50 kann dementsprechend ein Auslöschungssignal über Auslöschungskondensator 60 an Gehäuse 26 oder an eine andere Stelle an Last 8 anlegen. Das Auslöschungssignal unterdrückt das Gleichtaktsignal, weil das Auslöschungssignal eine invertierte Version des Gleichtaktsignals ist. Addieren der zwei Signale miteinander führt zu einem Signal mit einer Amplitude von null.
3 ist ein Konzeptblockschaltbild eines Elektromotors mit einem ersten, primären Signal und einem zweiten Signal gemäß manchen Beispielen dieser Anmeldung. Der Elektromotor oder Last 8 kann Gehäuse 26, Wicklung 100, Rotor 102, Welle 104 und Lager 110 beinhalten. Es können parasitäre Kapazitäten durch Last 8 vorhanden sein, wie etwa parasitäre Wicklung-Chassis-Kapazität 106, parasitäre Wicklung-Rotor-Kapazität 108, parasitäre Rotor-Chassis-Kapazitäten 112 und Last-Referenzmasseverbindung 114. Der Fluss des primärem Signals 122 von dem Wandlerschaltkreis, d. h. elektrischem Schaltkreis 4, kann durch die Pfeile in 3 dargestellt sein. Primäres Signal 122 kann durch Wicklung 100 eintreten und sich dann durch parasitäre Kapazitäten 106 und 108 zu Rotor 102 und Gehäuse 26 bewegen.
Primäres Signal 122, das ein Gleichtaktsignal beinhalten kann, kann sich durch Welle 104 zu Lagern 110 bewegen. Auslöschungskondensator 60 kann das Gleichtaktsignal in der ganzen Last 8, einschließlich in Lagern 110, durch Bereitstellen eines Auslöschungssignals von Auslöschungsschaltkreis 50 reduzieren. Auslöschungsschaltkreis 50 kann durch Referenzmasseverbindung 120 mit der Referenzmasse verbunden sein.
Primäres Signal 122 betritt Last 8 durch Wicklung 100 und kann ein Gleichtaktsignal aufgrund der Wicklungskapazität zwischen Wicklung 100 und einem Chassis hervorrufen. Dies wird durch parasitäre Kapazität 106 repräsentiert. Primäres Signal 122 kann auch ein Gleichtaktsignal aufgrund einer Kopplungskapazität zwischen Wicklung 100 und Rotor 102 hervorrufen. Dies wird durch parasitäre Kapazität 108 repräsentiert. Das Gleichtaktsignal, das zu Rotor 102 fließt, kann sich durch Welle 104 und Lager 110 bewegen.
4 ist ein Schaltbild eines elektrischen Schaltkreises einschließlich eines Auslöschungsschaltkreises, der mit zwei Komponenten einer Last verbunden ist, gemäß manchen Beispielen dieser Anmeldung. System 130 kann dem in 2 dargestellten System 70 ähnlich sein, mit der Ergänzung von Auslöschungskondensator 132 und Welle 104. In System 130 kann Auslöschungsschaltkreis 50 ein Auslöschungssignal über Auslöschungskondensatoren 60 und 132 an Last 8 anlegen. Auslöschungsschaltkreis 50 kann ein Auslöschungssignal über Auslöschungskondensator 132 an Welle 104 anlegen.
Last 8 kann ein Motor, eine Spule, ein Transformator oder ein Wechselrichter sein. Bei manchen Beispielen kann, falls Last 8 ein dreiphasiger Wechselstrommotor ist, elektrischer Schaltkreis 4 aus drei Halbbrückenzweigen bestehen, die durch drei Wechselstromleitungen mit Last 8 verbunden sind. Für eine aktive Gleichtaktauslöschung können ein oder mehrere zusätzliche Brückenzweige das Auslöschungsausgangsspannungssignal 56 erzeugen. Die Auslöschungssignale können mit dem ursprünglichen Ausgangsspannungssignal 22 synchronisiert sein. Der (in 4 nicht gezeigte) Synchronisierungssteuerschaltkreis kann die Motorleitungsstromrichtungen berücksichtigen.
5 ist ein Konzeptblockschaltbild eines Elektromotors mit einer Welle und einer getrennten Last, die mit der Welle verbunden ist, gemäß manchen Beispielen dieser Anmeldung. Für mit Welle 104 verbundene Last 8 können zusätzliche Gleichtaktsignale durch Lager 110 und 160 vorhanden sein. Um die Gleichtaktsignale, die sich durch zweite Last 150 bewegen, aufzuheben, kann Auslöschungsschaltkreis 50 ein Auslöschungssignal an Gehäuse 154 der zweiten Last 150 liefern.
Ein Gleichtaktsignal kann zweite Last 150 über Welle 104 und Lager 160 erreichen. Zweite Last 150 kann über Rotor 152 mit Welle 104 verbunden sein. Es können parasitäre Kapazitäten vorhanden sein, wie etwa parasitäre Rotor-Gehäuse-Kapazität 156 und Last-Referenzmasseverbindung 158. Zweite Last 150, die an die Welle 104 montiert sein kann, kann von Gleichtaktlagerströmen beeinflusst werden, so lange wie zweite Last 150 elektrisch mit Masse verbunden ist oder so lange wie zweite Last 150 eine Kopplungskapazität zu der elektrischen Umgebung, d. h. zu der Referenzmasse oder einer anderen Komponente in System 130, aufweist. Der Gleichtaktlagerstrom kann über eine Masseverbindung oder einen Kopplungskondensator zu der Referenzmasse fließen. Der Gleichtaktlagerstrom in der zweiten Last kann durch einen zusätzlichen Auslöschungskondensator 132, der mit dem vorhandenen Auslöschungsschaltkreis 50 verbunden ist, reduziert werden.
6 ist ein Konzeptblockschaltbild eines elektrischen Schaltkreises gemäß manchen Beispielen dieser Anmeldung. Wie in 6 dargestellt, ist System 70 ein DC-AC-Wandler, aber die Techniken dieser Anmeldung können auf andere Wandlerschaltkreise zutreffen. Als DC-AC-Wandler kann System 70 HV-Batterie 200 (HV: High Voltage – Hochspannung) beinhalten, die mit dem Gleichstromzwischenkreiskondensator 202 verbunden sein kann. Die Verbindung von Gleichstromzwischenkreiskondensator 202 zu HV-Batterie 200, M-phasigem DC-AC-Auslöschungswandler 204 und N-phasigem DC-AC-Leistungswandler 206 kann zweistufige Drähte sein. M-phasiger DC-AC-Auslöschungswandler 204 und n-phasiger DC-AC-Leistungswandler 206 können auch als p-inv für Leistungswechselrichter (power inverter) und c-inv für Auslöschungswechselrichter (cancellation-inverter) bezeichnet werden. M-phasiger DC-AC-Auslöschungswandler 204 kann durch M Leitungen mit M-phasigen Auslöschungskondensatoren 208, die auch als c-cap (cancellation capacitors) bekannt sind, verbunden sein. M-phasige Auslöschungskondensatoren 208 können mit dem Motorgehäuse von N-phasigem Motor 210 verbunden sein. N-phasiger Motor 210 kann durch N Leitungen mit N-phasigem DC-AC-Leistungswandler 206 verbunden sein. In System 70 kann N größer als oder gleich M sein, weil M-phasiger DC-AC-Auslöschungswandler 204 ein Auslöschungssignal mit weniger Phasen als N-phasiger Motor 210 erzeugen kann. Die Nennleistung für M-phasigen DC-AC-Auslöschungswandler 204 kann im Vergleich zu N-phasigem DC-AC-Leistungswandler 206 viel niedriger sein, weil Laden und Entladen von M-phasigen Kondensatoren 208 kein großes Signal benötigen kann.
7A ist eine Veranschaulichung eines Chipsatzes, der einen Wechselrichterschaltkreis und einen Auslöschungsschaltkreis enthält, gemäß manchen Beispielen dieser Anmeldung. 7B ist eine Veranschaulichung einzelner Komponenten eines Wechselrichterschaltkreises und eines Auslöschungsschaltkreises gemäß manchen Beispielen dieser Anmeldung. 7C ist eine Veranschaulichung eines integrierten Schaltkreises, der einen Auslöschungsschaltkreis enthält, gemäß manchen Beispielen dieser Anmeldung. In 7B kann ein Wechselrichterschaltkreis 270 Schalter 252 und 254 zusammen mit Freilaufdioden 256 und 258 beinhalten. Auslöschungsschaltkreis 272 kann Schalter 260 und 262 zusammen mit Freilaufdioden 264 und 266 beinhalten.
Der Auslöschungsschaltkreis 272 kann nur die Auslöschungskondensatoren aufladen und entladen. Infolgedessen kann seine Chipgröße im Vergleich zu der Chipgröße des Wechselrichterschaltkreises 270 viel kleiner sein. Daher können verschiedene Implementierungsoptionen für Wechselrichterschaltkreis 270 und Auslöschungsschaltkreis 272 möglich sein. Bei Konfiguration 250 können Wechselrichterschaltkreis 270 und Auslöschungsschaltkreis 272 in ein Package kombiniert oder integriert sein. Bei Konfiguration 280 kann ein unabhängiger Chipsatz nur Auslöschungsschaltkreis 272 beinhalten, der in ein getrenntes Package eingebaut ist. Konfiguration 280 kann zu dem DC-AC-Wandlerschaltkreis 270 als Teil einer Modernisierung oder durch einen anderen Prozess hinzugefügt werden.
8 ist ein Graph von Simulationsergebnissen für eine dreiphasige Auslöschung gemäß manchen Beispielen dieser Anmeldung. Graph 300 kann eine dreiphasige Sinus-Dreieck-Modulation zeigen. Signale 302A–302C können die Ausgangsphasenspannungen OUT-U, OUT-V, OUT-W für einen dreiphasigen DC-AC-Wandlerschaltkreis repräsentieren. Leitungen 310, 312 und 314 können zusammen mit Dreiecksschwingung 316 ein Pulsmuster zeigen, das für eine Sinus-Dreieck-Modulation erzeugt wird. Leitungen 310, 312 und 314 können Sinusschwingungen sein und jede Sinusschwingung kann eine Phase sein, die einen Elektromotor treibt. Aufwärtspfeile 304 können ein positives dv/dt für Signale 302A–302C bezeichnen und Abwärtspfeile 306 können ein negatives dv/dt für Signale 302A–302C bezeichnen. Pfeil 308 kann unmittelbares Schalten von mehr als einer Phase für Signale 302A–302C bezeichnen.
Bei manchen Beispielen können Signale 302 die Ausgangsspannungen für einen dreiphasigen DC-AC-Wandlerschaltkreis repräsentieren. Ein Zweck eines dreiphasigen DC-AC-Wandlers kann es sein, sinusförmige Motorströme zu erzeugen. Für jedes positive dv/dt eines DC-AC-Wandlers kann der Auslöschungsschaltkreis ein negatives dv/dt erzeugen. Sobald ein Ausgangsspannungssignal die Auslöschungskondensatoren auflädt, kann der Auslöschungsschaltkreis die Auslöschungskondensatoren aktiv entladen müssen. Für die N-phasige Sinus-Dreieck-Modulation kann eine Folge von bis zu N positiven Ausgangsspannungssignalen auftreten. Daher können M = N unabhängige Auslöschungskondensatoren verwendet werden und der Auslöschungsschaltkreis kann die gleiche Phasenanzahl wie der DC-AC-Wandler aufweisen. Durch Anwenden anderer Modulationsstrategien kann sich die Phasenanzahl für den Auslöschungsschaltkreis von der Phasenanzahl des DC-AC-Wandlers unterscheiden. Bei manchen Beispielen kann das Pulsmuster für einen raumzeigermodulierten 3-phasigen DC-AC-Wandler auf eine solche Weise optimiert werden, dass der Auslöschungsschaltkreis nur 2 Phasen benötigt. Auf diese Weise kann die Anzahl an Phasen in dem Auslöschungssignal geringer oder gleich der Anzahl an Phasen in dem ersten, primären Signal sein, das zum Treiben der Last erzeugt wird.
9A beinhaltet Graphen, die eine erzwungene Kommutierung gegenüber einer natürlichen Kommutierung für zwei Schalter gemäß manchen Beispielen dieser Anmeldung veranschaulichen. 9B ist ein Schaltbild, das eine erzwungene Kommutierung gegenüber einer natürlichen Kommutierung für zwei Schalter gemäß manchen Beispielen dieser Anmeldung veranschaulicht. Eine aktive Gleichtaktauslöschung kann effektiv sein, falls das dv/dt-Auslöschungssignal zu der gleichen Zeit wie das ursprüngliche dv/dt von dem DC-AC-Wandler auftritt. Daher kann das Auslöschungsausgangsspannungssignal mit dem ursprünglichen Ausgangsspannungssignal von dem DC-AC-Wandler synchronisiert werden. Falls eine Totzeit zwischen Schalten von einer High-Side zu einer Low-Side oder umgekehrt vorliegt, wie in Graphen 350, 352, 364 und 366 gezeigt, dann kann ein Unterschied zwischen einer natürlichen und einer erzwungenen Kommutierung vorhanden sein. Kommutierung ist der Prozess, wenn der Laststrom von dem ausschaltenden Schalter zu dem einschaltenden Schalter wechselt. Für eine erzwungene Kommutierung kann der Strom wechseln, wenn sich der ausschaltende Schalter ausschaltet. Für eine natürliche Kommutierung kann der Strom wechseln, wenn sich der einschaltende Schalter einschaltet. Das Ausgangsspannungssignal kann mit der Stromkommutierung verbunden sein. Erzwungene und natürliche Kommutierung können von der Stromrichtung in der angehängten Motorleitung abhängen.
Graphen 350 und 352 sind Graphen 364 und 366 ähnlich und repräsentieren die Treibersignale für Schalter 52. Die Treibersignale können auf einem Taktsignal basieren. Die horizontale Achse repräsentiert eine Zeit, so dass sich T4 ausschaltet bevor sich T1 einschaltet. Zum Beginn der Zeitskala kann Schalter 52B eingeschaltet sein. Graphen 354 zeigen Leitungsstrom 384 bei einem negativen Wert. Während T4 in Graph 352 eingeschaltet ist, fließt Leitungsstromgraph 354 durch Schalter 52B als Leitungsstrom 386 und Schalterstrom 388. Graphen 356 und 358 zeigen, dass Strom zum Beginn der Zeitdauer durch Schalter 52B, aber nicht durch Schalter 52A fließt. Graphen 360 und 362 können jeweils die Spannung über Schalter 52A und 52B repräsentieren.
Wenn sich T4 in Graph 352 ausschaltet, können beide Schalter 52 ausgeschaltet sein. Schalterstrom 388 kann sich abschalten und Leitungsstrom 384 kann als negativer Leitungsstrom 380 durch Freilaufdiode 54A fließen. Wenn sich T1 in Graph 350 einschaltet, kann Schalter 52A aufgrund eines negativen Spannungsdifferentials ausgeschaltet verbleiben, aber Diode 54A kann weiterhin leiten. Schalterstrom 382 kann im Verlauf dieses Prozesses bei oder nahe von null verbleiben. Dieser Übergang von Schalter 52B zu Diode 54A wird erzwungene Kommutierung genannt.
Graphen 364–376 können ein Beispiel einer natürlichen Kommutierung veranschaulichen. Bei einer natürlichen Kommutierung kann der Leitungsstrom 384 im Verlauf dieser Zeitdauer bei einem positiven Wert verbleiben, wie in Graph 368 gezeigt. Leitungsstromgraph 368 kann als negativer Leitungsstrom 386 durch Diode 54B fließen, während Schaltstrom 388 ausgeschaltet verbleibt. Graphen 370 und 372 zeigen, dass Strom durch Diode 54B fließt, aber nicht durch Schalter 52B oder Diode 54A. Graphen 374 und 376 können jeweils die Spannung über Schalter 52A und 52B repräsentieren. Die positive Spannung in Graph 374 kann nicht zu einem Strom von Leitungsstrom 382 führen, bis sich T1 einschaltet.
Wenn sich T4 in Graph 366 ausschaltet, können beide Schalter 52 ausgeschaltet sein. Schalterstrom 388 kann sich abschalten und Leitungsstrom 386 kann weiterhin durch Freilaufdiode 54B fließen. Wenn sich T1 in Graph 364 einschaltet, kann sich Schalter 52A aufgrund eines positiven Spannungsdifferentials einschalten, aber Diode 54B kann sich ausschalten. Leitungsstrom 380 kann als Schalterstrom 382 fließen, nachdem sich T1 eingeschaltet hat. Dieser Übergang von Diode 54B zu Schalter 52A wird natürliche Kommutierung genannt. Für eine gezwungene Kommutierung in 9A kann das dv/dt während des Ausschaltens von T4 auftreten. Für eine natürliche Kommutierung kann das dv/dt nach dem Einschalten von T1 auftreten.
10 beinhaltet Graphen, die eine erzwungene Kommutierung gegenüber einer natürlichen Kommutierung für zwei Schalter gemäß manchen Beispielen dieser Anmeldung veranschaulichen. Graphen 400, 402, 414 und 416 zeigen, dass sich T1 ausschaltet, bevor sich T4 einschaltet. Graphen 400–412 stellen eine erzwungene Kommutierung dar, da Leitungsstrom 384 Strom von Schalter 52A entnimmt und dann von Diode 54B. Graphen 414–426 stellen eine natürliche Kommutierung dar, da Leitungsstrom 384 durch Diode 54A fließt und dann von Schalter 52B.
11 ist ein Flussdiagramm, das eine aktive Gleichtaktauslöschung gemäß manchen Beispielen dieser Anmeldung veranschaulicht. Prozess 450 wird aus der Perspektive von System 2 aus 4 beschrieben, obwohl andere Arten von Systemen oder Schaltkreisen verwendet werden können, um ähnliche Techniken durchzuführen. Wie in 11 gezeigt, empfängt elektrischer Schaltkreis 4 ein Eingangssignal von Spannungsquelle 6 (452). Elektrischer Schaltkreis 4 kann aus dem Eingangssignal ein erstes, primäres Signal erzeugen, das ein Lastsignal (454) umfasst.
Je nachdem, ob das primäre Signal ein Gleichtaktsignal enthält, kann Auslöschungsschaltkreis 50 ein Auslöschungssignal erzeugen (456). Falls das primäre Signal kein Gleichtaktsignal enthält, kann elektrischer Schaltkreis 4 das primäre Signal an Last 8 anlegen (458). Falls das primäre Signal ein Gleichtaktsignal enthält, kann Auslöschungsschaltkreis 50 ein zweites Auslöschungssignal erzeugen, das eine invertierte Version des Gleichtaktsignals ist (460). Falls das primäre Signal ein Gleichtaktsignal enthält, kann elektrischer Schaltkreis 4 das primäre Signal an Last 8 anlegen und kann Auslöschungsschaltkreis 50 das Auslöschungssignal an Last 8 anlegen (462).
Die folgenden nummerierten Beispiele demonstrieren einen oder mehrere Aspekte der Anmeldung.
Beispiel 1. Schaltkreis, der zu Folgendem konfiguriert ist: Erzeugen eines ersten Signals wenigstens teilweise basierend auf einem Eingangssignal, wobei das erste Signal ein Gleichtaktsignal und ein Lastsignal umfasst; Erzeugen eines zweiten Signals wenigstens teilweise basierend auf dem Eingangssignal, wobei das zweite Signal eine invertierte Version des Gleichtaktsignals umfasst; und Anlegen des ersten Signals und des zweiten Signals an eine Last.
Beispiel 2. Schaltkreis nach Beispiel 1, wobei der Schaltkreis mehrere Schalter umfasst; wobei jeder Schalter der mehreren Schalter dazu konfiguriert ist, zwischen mehreren Zuständen zu schalten; und wobei jeder der Zustände der mehreren Schalter basierend auf einem Taktsignal bestimmt wird.
Beispiel 3. Schaltkreis nach einer Kombination von Beispielen 1–2, wobei wenigstens ein Schalter der mehreren Schalter einen Bipolartransistor mit isoliertem Gate umfasst.
Beispiel 4. Schaltkreis nach einer Kombination von Beispielen 1–3, wobei wenigstens ein Schalter der mehreren Schalter einen Transistor und eine Diode umfasst.
Beispiel 5. Schaltkreis nach einer Kombination von Beispielen 1–4, wobei der Schaltkreis ferner dazu konfiguriert ist, das zweite Signal über einen Auslöschungskondensator an die Last anzulegen.
Beispiel 6. Schaltkreis nach einer Kombination von Beispielen 1–5, wobei der Auslöschungskondensator dazu konfiguriert ist, wenigstens eine parasitäre Kapazität der Last auszugleichen.
Beispiel 7. Schaltkreis nach einer Kombination von Beispielen 1–6, wobei das zweite Signal eine synchronisierte invertierte Version des Gleichtaktsignals umfasst.
Beispiel 8. Schaltkreis nach einer Kombination von Beispielen 1–7, wobei das erste Signal N Phasen umfasst; wobei das zweite Signal M Phasen umfasst; und wobei N größer als oder gleich M ist.
Beispiel 9. Schaltkreis nach einer Kombination von Beispielen 1–8, wobei die Last einen Elektromotor umfasst; und wobei der Schaltkreis ferner dazu konfiguriert ist, das zweite Signal über einen Auslöschungskondensator an ein Gehäuse des Elektromotors anzulegen.
Beispiel 10. Schaltkreis nach einer Kombination von Beispielen 1–9, wobei der Schaltkreis ferner dazu konfiguriert ist, das zweite Signal an eine zweite Last anzulegen, die mit einer Welle des Elektromotors verbunden ist.
Beispiel 11. Schaltkreis, der zu Folgendem konfiguriert ist: Erzeugen eines Auslöschungssignals wenigstens teilweise basierend auf einem Eingangssignal und einem Gleichtaktsignal, wobei das Auslöschungssignal eine invertierte Version des Gleichtaktsignals umfasst; und Anlegen des Auslöschungssignals an eine Last.
Beispiel 12. Schaltkreis nach Beispiel 11, wobei der Schaltkreis mehrere Schalter umfasst; wobei jeder Schalter der mehreren Schalter dazu konfiguriert ist, zwischen mehreren Zuständen zu schalten; und wobei die Zustände der mehreren Schalter basierend auf einem Taktsignal bestimmt werden.
Beispiel 13. Schaltkreis nach einer Kombination von Beispielen 11–12, wobei der Schaltkreis ferner dazu konfiguriert ist, das Auslöschungssignal über einen Auslöschungskondensator an die Last anzulegen.
Beispiel 14. Schaltkreis nach einer Kombination von Beispielen 11–13, wobei die Last einen Elektromotor umfasst; und wobei der Schaltkreis ferner dazu konfiguriert ist, das Auslöschungssignal an eine zweite Last anzulegen, die mit einer Welle des Elektromotors verbunden ist.
Beispiel 15. System, das Folgendes umfasst: einen Elektromotor; einen Wandlerschaltkreis, der dazu konfiguriert ist, ein erstes Signal wenigstens teilweise basierend auf einem Eingangssignal zu erzeugen, wobei das erste Signal ein Gleichtaktsignal und ein Lastsignal umfasst, wobei der Wandlerschaltkreis dazu konfiguriert ist, das erste Signal an den Elektromotor anzulegen; und einen Auslöschungsschaltkreis, der dazu konfiguriert ist, ein zweites Signal wenigstens teilweise basierend auf dem Eingangssignal zu erzeugen, wobei das zweite Signal eine invertierte Version des Gleichtaktsignals umfasst, wobei der Auslöschungsschaltkreis dazu konfiguriert ist, das zweite Signal mittels eines Auslöschungskondensators an den Elektromotor anzulegen.
Beispiel 16. System nach Anspruch 15, wobei der Wandlerschaltkreis mehrere erste Schalter umfasst, wobei jeder Schalter der mehreren ersten Schalter dazu konfiguriert ist, zwischen mehreren Zuständen zu schalten, und wobei die Zustände der mehreren ersten Schalter basierend auf einem Taktsignal bestimmt werden; und wobei der Auslöschungsschaltkreis mehrere zweite Schalter umfasst, wobei jeder Schalter der mehreren zweiten Schalter dazu konfiguriert ist, zwischen mehreren Zuständen zu schalten, und wobei die Zustände der mehreren zweiten Schalter basierend auf einem Taktsignal bestimmt werden.
Beispiel 17. System nach einer Kombination von Beispielen 15–16, wobei Anlegen des zweiten Signals an die Last Anlegen des zweiten Signals an den Elektromotor und Anlegen des Auslöschungssignals an eine zweite Last, die mit einer Welle des Elektromotors verbunden ist, umfasst.
Beispiel 18. Verfahren, das Folgendes umfasst: Erzeugen eines ersten Signals durch einen ersten Schaltkreis wenigstens teilweise basierend auf einem Eingangssignal, wobei das erste Signal ein Gleichtaktsignal und ein Lastsignal umfasst; Erzeugen eines zweiten Signals durch einen Auslöschungsschaltkreis wenigstens teilweise basierend auf dem Eingangssignal, wobei das zweite Signal eine invertierte Version des Gleichtaktsignals umfasst; Anlegen des ersten Signals durch den ersten Schaltkreis an eine Last; und Anlegen des zweiten Signals durch den Auslöschungsschaltkreis an die Last.
Beispiel 19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei der erste Schaltkreis mehrere erste Schalter umfasst, wobei jeder Schalter der mehreren ersten Schalter dazu konfiguriert ist, zwischen mehreren Zuständen zu schalten, und wobei die Zustände der mehreren ersten Schalter basierend auf einem Taktsignal bestimmt werden; und wobei der Auslöschungsschaltkreis mehrere zweite Schalter umfasst, wobei jeder Schalter der mehreren zweiten Schalter dazu konfiguriert ist, zwischen mehreren Zuständen zu schalten, und wobei die Zustände der mehreren zweiten Schalter basierend auf einem Taktsignal bestimmt werden.
Beispiel 20. Verfahren nach einer Kombination von Beispielen 18–19, wobei die Last einen Elektromotor umfasst; und wobei Anlegen des zweiten Signals an die Last Anlegen des zweiten Signals durch den Auslöschungsschaltkreis an den Elektromotor über einen Auslöschungskondensator umfasst; und Anlegen des zweiten Signals durch den Auslöschungsschaltkreis an eine zweite Last, die mit einer Welle des Elektromotors verbunden ist, über einen Auslöschungskondensator.
Es wurden verschiedene Beispiele der Anmeldung beschrieben. Eine beliebige Kombination der beschriebenen Systeme, Vorgänge oder Funktionen ist beabsichtigt. Diese und andere Beispiele befinden sich innerhalb des Schutzumfangs der folgenden Ansprüche.

Claims

Schaltkreis, der zu Folgendem eingerichtet ist: Erzeugen eines ersten Signals wenigstens teilweise basierend auf einem Eingangssignal, wobei das erste Signal ein Gleichtaktsignal und ein Lastsignal umfasst; Erzeugen eines zweiten Signals wenigstens teilweise basierend auf dem Eingangssignal, wobei das zweite Signal eine invertierte Version des Gleichtaktsignals umfasst; und Anlegen des ersten Signals und des zweiten Signals an eine Last.
Schaltkreis nach Anspruch 1, wobei der Schaltkreis mehrere Schalter umfasst; wobei jeder Schalter der mehreren Schalter eingerichtet ist, zwischen mehreren Zuständen zu schalten; und wobei jeder der Zustände der mehreren Schalter basierend auf einem Taktsignal bestimmt wird.
Schaltkreis nach Anspruch 2, wobei wenigstens ein Schalter der mehreren Schalter einen Bipolartransistor mit isoliertem Gate umfasst.
Schaltkreis nach Anspruch 2 oder 3, wobei wenigstens ein Schalter der mehreren Schalter einen Transistor und eine Diode umfasst.
Schaltkreis nach einem der Ansprüche 1–4, wobei der Schaltkreis ferner dazu konfiguriert ist, das zweite Signal über einen Auslöschungskondensator an die Last anzulegen.
Schaltkreis nach Anspruch 5, wobei der Auslöschungskondensator eingerichtet ist, wenigstens eine parasitäre Kapazität der Last auszugleichen.
Schaltkreis nach einem der Ansprüche 1–6, wobei das zweite Signal eine synchronisierte invertierte Version des Gleichtaktsignals umfasst.
Schaltkreis nach einem der Ansprüche 1–7, wobei das erste Signal N Phasen umfasst; wobei das zweite Signal M Phasen umfasst; und wobei N größer als oder gleich M ist.
Schaltkreis nach einem der Ansprüche 1–8, wobei die Last einen Elektromotor umfasst; und wobei der Schaltkreis ferner eingerichtet ist, das zweite Signal über einen Auslöschungskondensator an ein Gehäuse des Elektromotors anzulegen.
Schaltkreis nach Anspruch 9, wobei der Schaltkreis ferner eingerichtet ist, das zweite Signal an eine zweite Last anzulegen, die mit einer Welle des Elektromotors verbunden ist.
Schaltkreis, der zu Folgendem eingerichtet ist: Erzeugen eines Auslöschungssignals wenigstens teilweise basierend auf einem Eingangssignal und einem Gleichtaktsignal, wobei das Auslöschungssignal eine invertierte Version des Gleichtaktsignals umfasst; und Anlegen des Auslöschungssignals an eine Last.
Schaltkreis nach Anspruch 11, wobei der Schaltkreis mehrere Schalter umfasst; wobei jeder Schalter der mehreren Schalter eingerichtet ist, zwischen mehreren Zuständen zu schalten; und wobei die Zustände der mehreren Schalter basierend auf einem Taktsignal bestimmt werden.
Schaltkreis nach Anspruch 11, wobei der Schaltkreis ferner eingerichtet ist, das Auslöschungssignal über einen Auslöschungskondensator an die Last anzulegen.
Schaltkreis nach Anspruch 11, wobei die Last einen Elektromotor umfasst; und wobei der Schaltkreis ferner eingerichtet ist, das Auslöschungssignal an eine zweite Last anzulegen, die mit einer Welle des Elektromotors verbunden ist.
System, das Folgendes umfasst: einen Elektromotor; einen Wandlerschaltkreis, der eingerichtet ist, ein erstes Signal wenigstens teilweise basierend auf einem Eingangssignal zu erzeugen, wobei das erste Signal ein Gleichtaktsignal und ein Lastsignal umfasst, wobei der Wandlerschaltkreis eingerichtet ist, das erste Signal an den Elektromotor anzulegen; und einen Auslöschungsschaltkreis, der eingerichtet ist, ein zweites Signal wenigstens teilweise basierend auf dem Eingangssignal zu erzeugen, wobei das zweite Signal eine invertierte Version des Gleichtaktsignals umfasst, wobei der Auslöschungsschaltkreis dazu konfiguriert ist, das zweite Signal mittels eines Auslöschungskondensators an den Elektromotor anzulegen.
System nach Anspruch 15, wobei der Wandlerschaltkreis mehrere erste Schalter umfasst, wobei jeder Schalter der mehreren ersten Schalter eingerichtet ist, zwischen mehreren Zuständen zu schalten, und wobei die Zustände der mehreren ersten Schalter basierend auf einem Taktsignal bestimmt werden; und wobei der Auslöschungsschaltkreis mehrere zweite Schalter umfasst, wobei jeder Schalter der mehreren zweiten Schalter eingerichtet ist, zwischen mehreren Zuständen zu schalten, und wobei die Zustände der mehreren zweiten Schalter basierend auf einem Taktsignal bestimmt werden.
System nach Anspruch 15 oder 16, wobei das Anlegen des zweiten Signals an die Last ein Anlegen des zweiten Signals an den Elektromotor und Anlegen des Auslöschungssignals an eine zweite Last, die mit der Welle des Elektromotors verbunden ist, umfasst.
Verfahren, das Folgendes umfasst: Erzeugen eines ersten Signals durch einen ersten Schaltkreis wenigstens teilweise basierend auf einem Eingangssignal, wobei das erste Signal ein Gleichtaktsignal und ein Lastsignal umfasst; Erzeugen eines zweiten Signals durch einen Auslöschungsschaltkreis wenigstens teilweise basierend auf dem Eingangssignal, wobei das zweite Signal eine invertierte Version des Gleichtaktsignals umfasst; Anlegen des ersten Signals durch den ersten Schaltkreis an eine Last; und Anlegen des zweiten Signals durch den Auslöschungsschaltkreis an die Last.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei der erste Schaltkreis mehrere erste Schalter umfasst, wobei jeder Schalter der mehreren ersten Schalter eingerichtet ist, zwischen mehreren Zuständen zu schalten, und wobei die Zustände der mehreren ersten Schalter basierend auf einem Taktsignal bestimmt werden; und wobei der Auslöschungsschaltkreis mehrere zweite Schalter umfasst, wobei jeder Schalter der mehreren zweiten Schalter eingerichtet ist, zwischen mehreren Zuständen zu schalten, und wobei die Zustände der mehreren zweiten Schalter basierend auf einem Taktsignal bestimmt werden.
Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, wobei die Last einen Elektromotor umfasst; und wobei das Anlegen des zweiten Signals an die Last Folgendes umfasst: Anlegen des zweiten Signals durch den Auslöschungsschaltkreis an den Elektromotor über einen Auslöschungskondensator; und Anlegen des zweiten Signals durch den Auslöschungsschaltkreis an eine zweite Last, die mit einer Welle des Elektromotors verbunden ist, über einen Auslöschungskondensator.