DE112018006066T5

DE112018006066T5 - Steuerschaltung für einen Mehrphasenmotor

Info

Publication number: DE112018006066T5
Application number: DE112018006066.7T
Authority: DE
Inventors: Maciej Kudanowski; Nathanael Rice; Tamas Terdy; Charles Mahendhrarajah
Original assignee: ZF Automotive UK Ltd
Current assignee: ZF Automotive UK Ltd
Priority date: 2017-11-28
Filing date: 2018-11-26
Publication date: 2020-08-13
Also published as: US20200287499A1; CN111418148A; WO2019106348A1; US11329596B2; GB201719771D0

Abstract

Eine Steuerschaltung für einen Mehrphasenmotor 57 umfasst mehrere Wechselrichterbrücken, mehrere Ausgänge und mindestens einen Isolationsschalter 62, 63. Jede Umrichterbrücke ist so angeordnet, dass sie eine Ausgangsspannung für eine Phase des Motors 57 bereitstellt. Jeder Ausgang ist so angeordnet, dass er an eine Phase des Motors 57 gekoppelt werden kann, um die Ausgangsspannung an diese Phase des Motors 57 bereitzustellen. Jeder Isolationsschalter 62, 63 ist zwischen eine der Wechselrichterbrücken und einen der Ausgänge gekoppelt, um den Ausgang selektiv von der Wechselrichterbrücke zu isolieren. Jeder Isolationsschalter 62, 63 umfasst einen Galliumnitrid(GaN)-Transistor.

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Steuerschaltung für einen Mehrphasenmotor, eine Motorvorrichtung, die eine solche Steuerschaltung verwendet, eine elektrische Leistungslenkungsvorrichtung, die eine solche Motorvorrichtung verwendet, ein Fahrzeug, das eine solche Lenkungsvorrichtung verwendet, und ein zugehöriges Verfahren.
Leistungs-MOSFETs (Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistoren) werden häufig für die Implementierung von Wechselrichterbrücken zur Ansteuerung von dauermagneterregten Synchronmotoren (PMSMs) und für Phasenisolationsfunktionen in Automobilanwendungen und anderweitig verwendet.
Die Unzulänglichkeit von Designs, die MOSFETs zur Phasenisolierung verwenden, ist auf die in einem MOSFET vorhandene intrinsische Körperdiode zurückzuführen. Dies ermöglicht das Leiten von Strom mit einem geringen Vorwärtsspannungsabfall (VSD, der Vorwärtsspannungsabfall der Körperdiode bei Nennstrom, der typischerweise weniger als 1 V beträgt) in eine Richtung, wenn der MOSFET ausgeschaltet ist. Dies kann Dämpfungsströme ermöglichen, die durch Spannungen entstehen können, die von einem drehenden Motor und unter den Bedingungen eines Brückenkurzschlussausfalls des MOSFETs erzeugt werden. Diese Dämpfungsströme sind unerwünscht und können zum Beispiel in einem Lenkungssystem mit elektrischer Leistungsunterstützung (EPAS) zu einer Verringerung der Lenkungsunterstützung für einen Benutzer führen.
Solche unerwünschten Ströme können nur durch die Verwendung von 3 oder 4 MOSFET-Phasenisolationseinrichtungen vollständig gesteuert werden, wie in 1 und 2 der beiliegenden Zeichnungen dargestellt. Jeweils drei Paare 1 und 2, 3 und 4 sowie 5 und 6 von MOSFETs verbinden selektiv eine Phase eines dreiphasigen E-PAS-Motors 7 entweder mit einem Gleichstrombus 8 oder der Erdung 9. Zur Verdeutlichung wird jeweils der MOSFET 1 mit einem Kurzschlussausfall dargestellt.
Die Pfeile 10 zeigen einen potentiell ungesteuerten Stromfluss im Falle eines solchen Kurzschlussausfalls, der unter Verwendung von MOSFET-Phasenisolationsschaltern gesteuert werden kann. Im Beispiel von 1 ist ein MOSFET-Phasenisolationsschalter 11, 12, 13 in jeder Phase erforderlich, um die unerwünschten Ströme stoppen zu können, wobei berücksichtigt werden muss, dass jeder MOSFET nur den Stromfluss in einer Richtung stoppen kann.
Im Beispiel von 2 sind zwei MOSFETs in Reihe 14, 15, 16, 17 für jede von zwei Phasen des Motors 7 vorgesehen. Dies bietet das gleiche Niveau an Steuerung wie in 1.
Wenn zusätzlich der Strom in den beiden nicht an den kurzgeschlossenen Wechselrichter MOSFET 2 angeschlossenen Phasen gesteuert werden soll, ist es notwendig, den Strom in und aus jedem der fehlerhaften Wechselrichterglieder einzeln zu blockieren. Eine solche Lösung würde eine 6-Phasen-Isolations-MOSFET-Implementierung (18, 19, 20, 21, 22, 23) erfordern, wie in 3 dargestellt.
Da es sich bei den Phasenisolations-MOSFETs um Leistungseinrichtungen handelt, die nicht nur erhebliche Kosten verursachen, sondern auch zusätzliche eingefügte Verluste in die Motorsteuerschaltung einbringen, ist es wünschenswert, die erforderliche Anzahl von Einrichtungen zu begrenzen, um die Phasenisolationsfunktion zu erreichen.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist eine Steuerschaltung
für einen Mehrphasenmotor vorgesehen, wobei die Steuerschaltung Folgendes umfasst:

mehrere Wechselrichterbrücken, wobei jede Wechselrichterbrücke so angeordnet ist, dass sie eine Ausgangsspannung für eine Phase des Motors bereitstellt;
mehrere Ausgänge, wobei jeder Ausgang so angeordnet ist, dass er mit einer Phase des Motors gekoppelt werden kann, um die Ausgangsspannung an diese Phase des Motors bereitzustellen; und mindestens einen Isolationsschalter, wobei jeder Isolationsschalter zwischen eine der Wechselrichterbrücken und einen der Ausgänge gekoppelt ist, um den Ausgang selektiv von der Wechselrichterbrücke zu isolieren;
wobei jeder Isolationsschalter einen Galliumnitrid(GaN)-Transistor umfasst.

Daher haben wir erkannt, dass der Galliumnitrid(GaN)-Transistor als Isolationsschalter verwendet werden kann, wodurch die Probleme vermieden werden, die bei Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFETs) nach dem Stand der Technik durch die inhärente parasitäre Körperdiode der MOSFETs entstehen. Durch die Verwendung von GaN-Transistoren als Isolationstransistoren kann die Anzahl der Komponenten reduziert werden (da nicht mehr so viele Komponenten eingesetzt werden müssen, weil die Körperdiode nicht mehr kompensiert werden muss), was die Anzahl der Fertigungsfälle verringert und den Energieverbrauch und die Wärmeentwicklung reduziert. Der GaN-Transistor kann die selektive Isolation jedes Isolationsschalters gewährleisten, das heißt, der GaN-Transistor kann eine Schaltfunktion zum selektiven Anlegen der Ausgangsspannung der Wechselrichterbrücke, an die sein Isolationsschalter gekoppelt ist, an den Ausgang bereitstellen.
Jede Wechselrichterbrücke, die nicht an einen Isolationsschalter gekoppelt ist, kann an einen Ausgang gekoppelt werden. So können einige der Wechselrichterbrücken ohne Isolationsschalter direkt an die Ausgänge gekoppelt werden.
Die Steuerschaltung kann mit einer Steuerung versehen werden, die so angeordnet ist, dass sie in einem normalen Betriebsmodus jeden Isolationsschalter schließt, so dass jeder Isolationsschalter seinen Ausgang nicht von seiner Wechselrichterbrücke isoliert und ermöglicht, dass die Ausgangsspannung von seiner Wechselrichterbrücke an seinen Ausgang angelegt wird. Daher kann die Steuerung so angeordnet werden, dass sie im normalen Betriebsmodus eine positive Spannung zwischen einem Gate-Anschluss und einem Source-Anschluss jedes GaN-Transistors anlegt.
Die Steuerung kann auch so angeordnet werden, dass sie in einem Betriebsmodus mit Phasenisolation bewirkt, dass mindestens einer der Isolationsschalter den Ausgang, an den er gekoppelt ist, von der Wechselrichterbrücke, an die er gekoppelt ist, isoliert. Die Steuerung kann so angeordnet werden, dass sie zwischen dem Gate-Anschluss und dem Source-Anschluss in dem Betriebsmodus der Phasenisolation für jeden der Isolationsschalter eingesetzt wird, die veranlasst werden sollen, Folgendes zu isolieren:

eine Nullspannung, wenn die Spannung über dem GaN-Transistor positiv ist; und
eine negative Spannung, wenn die Spannung über dem GaN-Transistor negativ ist.

Die zwischen dem Gate-Anschluss und dem Source-Anschluss jedes GaN-Transistors angelegte negative Spannung kann von der Spannung über dem GaN-Transistor abhängig sein.
Typischerweise ist der Motor ein Dreiphasenmotor, und als solcher kann er drei Wechselrichterbrücken und drei Ausgänge haben. In einem solchen Fall kann es zwei oder drei Isolationsschalter geben, je nachdem, ob es wünschenswert ist, den Strom
in den nicht isolierten Phasen zu steuern. Für eine solche Steuerung sind drei Isolationsschalter - einer pro Phase - erforderlich.
Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung ist eine Motorvorrichtung vorgesehen, die einen Motor mit mehreren Phasen umfasst, und die Steuerschaltung des ersten Aspekts der Erfindung, bei der jede Phase an einen der Ausgänge der Steuerschaltung gekoppelt ist.
Der Motor kann ein dauermagneterregter Synchronmotor sein.
Nach einem dritten Aspekt der Erfindung ist eine elektrische Leistungslenkungsvorrichtung vorgesehen, die einen Lenkungsmechanismus für ein Fahrzeug und die Motorvorrichtung des zweiten Aspekts der Erfindung umfasst, wobei der Motor mit der Lenkungsvorrichtung gekoppelt ist, um den Lenkungsmechanismus anzutreiben, um die Lenkung des Fahrzeugs zu ändern. Die Lenkungsvorrichtung kann eine Lenkungsvorrichtung mit elektrischer Leistungsunterstützung sein, die dem Fahrer eine Lenkungsunterstützung bietet, oder eine vollständig elektrische Leistungslenkungsvorrichtung, bei der der Motor ausschließlich den Lenkungsmechanismus antreibt.
Nach einem vierten Aspekt der Erfindung ist ein Fahrzeug mit der elektrischen Leistungslenkungsvorrichtung des dritten Aspekts der Erfindung vorgesehen, bei dem die elektrische Leistungslenkungsvorrichtung so angeordnet ist, dass sie die Lenkung des Fahrzeugs so ändert, dass die Richtung, in die sich das Fahrzeug bewegt, geändert wird.
Nach einem fünften Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Steuerung einer Steuerschaltung für einen Mehrphasenmotor vorgesehen, wobei die Steuerschaltung Folgendes umfasst:

mehrere Wechselrichterbrücken, wobei jede Wechselrichterbrücke so angeordnet ist,
dass sie eine Ausgangsspannung für eine Phase des Motors bereitstellt;
mehrere Ausgänge, wobei jeder Ausgang so angeordnet ist, dass er mit einer Phase des Motors gekoppelt werden kann, um die Ausgangsspannung an diese Phase des Motors bereitzustellen; und mindestens einen Isolationsschalter, wobei jeder Isolationsschalter zwischen eine der Wechselrichterbrücken und einen der Ausgänge gekoppelt ist, um den Ausgang selektiv von der Wechselrichterbrücke zu isolieren;
wobei jeder Isolationsschalter einen Galliumnitrid(GaN)-Transistor umfasst; wobei das Verfahren in einem normalen Betriebsmodus das Schließen jedes Isolationsschalters umfasst, indem jeder GaN-Transistor zum Leiten veranlasst wird, und in einem Betriebsmodus mit Phasenisolation das Isolieren mindestens eines Ausgangs von der Wechselrichterbrücke, mit der er gekoppelt ist, durch Öffnen mindestens eines Isolationsschalters, indem jeder GaN-Transistor zum Aufhören des Leitens veranlasst wird.

Das Verfahren kann das Anlegen einer positiven Spannung zwischen einem Gate-Anschluss und einem Source-Anschluss jedes GaN-Transistors im normalen Betriebsmodus umfassen.
Das Verfahren kann im Phasenisolationsmodus das Anlegen zwischen dem Gate-Anschluss und dem Source-Anschluss jedes der Isolationsschalter umfassen, die veranlasst werden sollen, Folgendes zu isolieren:

Die zwischen dem Gate-Anschluss und dem Source-Anschluss jedes GaN-Transistors angelegte negative Spannung kann von der Spannung über dem GaN-Transistor abhängen.
Es folgt nun eine nur beispielhafte Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung, die unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben werden. Es zeigen:

1 ein Schaltdiagramm für eine Motorvorrichtung für ein Lenkungssystem mit elektrischer Leistungsunterstützung gemäß einer ersten Ausführungsform des Stands der Technik;
2 ein Schaltdiagramm für eine Motorvorrichtung für ein Lenkungssystem mit elektrischer Leistungsunterstützung gemäß einer ersten Ausführungsform des Stands der Technik;
3 ein Schaltdiagramm für eine Motorvorrichtung für ein Lenkungssystem mit elektrischer Leistungsunterstützung gemäß einer dritten Ausführungsform des Stands der Technik;
4 ein Schaltdiagramm für eine Motorvorrichtung für ein Lenkungssystem mit elektrischer Leistungsunterstützung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
5 ein Schaltdiagramm für eine Motorvorrichtung für ein Lenkungssystem mit elektrischer Leistungsunterstützung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
6 zeigt eine Treiberschaltung zur Verwendung mit den Schaltungen von 4 oder 5; und
7 zeigt ein Diagramm, das die umgekehrte Vorspannungscharakteristik eines typischen Galliumnitrid-Transistors zeigt, der in den Schaltungen von 4 oder 5 verwendet wird, dargestellt als ein Diagramm des Stromflusses im Verhältnis zum Spannungsabfall über den Transistor.

Eine Motorvorrichtung für ein Lenkungssystem mit elektrischer Leistungsunterstützung (EPAS) gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist in 4 der beigefügten Zeichnungen dargestellt. Äquivalente Merkmale, die den in den 1 bis 3 beschriebenen entsprechen, wurden mit entsprechenden, um 50 erhöhten Referenzzahlen versehen.
Ein dauermagneterregter Synchronmotor 57 ist über ein Getriebegehäuse 70 mit der Lenkungssäule 71 gekoppelt, um die Lenkung zu unterstützen. Die Lenkungssäule 71 ist mit einem Lenkungsmechanismus 72 gekoppelt, der die Richtung ändert, in die die Laufräder (nicht abgebildet) eines Fahrzeugs 73, in dem die Vorrichtung vorgesehen ist, zeigen.
Der Motor 57 weist drei Phasen auf. Um den Motor 57 von einem Gleichstrombus 58 (relativ zur Erdung 59) anzutreiben, sind drei Wechselrichterbrücken vorgesehen, die jeweils einen oberen Schalter 51, 53, 55 (selektive Kopplung einer Phase an den Gleichstrombus 58) und einen unteren Schalter 52, 54, 56 (selektive Kopplung dieser Phase an die Erdung 59) umfassen. Diese Schalter können als MOSFETs (Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistoren) implementiert werden.
Um zu verhindern, dass beim Ausfall eines oberen oder unteren Schalters (z. B. Schalter 51, der einen Kurzschlussausfall aufweist) unerwünschte Ströme 60 fließen, sind in zwei der Phasen die Isolationsschalter 62, 63 vorgesehen. Statt MOSFETs verwenden diese Schalter Galliumnitrid(GaN)-Transistoren.
GaN-Transistoren entwickeln sich rasch zu einer kommerziell tragfähigen Alternative zu MOSFETs. Die GaN-Transistorstruktur ist gekennzeichnet durch das Fehlen des parasitären bipolaren Übergangs und weist daher einen anderen umgekehrten Vorspannungsmechanismus auf. Bei einem Nullvorspannungs-Gate zur Quelle gibt es keine Elektronen unter der Gate-Region. Wenn die Drainspannung verringert wird, entsteht eine positive Vorspannung auf dem Gate relativ zur Driftregion, wodurch Elektronen unter das Gate injiziert werden. Sobald die Gateschwelle erreicht ist, befinden sich genügend Elektronen unter dem Gate, um einen leitenden Kanal zu bilden. Da eine Schwellenspannung erforderlich ist, um den GaN-Transistor in umgekehrter Richtung einzuschalten, ist die Vorwärtsspannung der „Diode“ höher als bei einem Siliziumtransistor. Wichtig ist, dass durch Anlegen einer negativen VGS-Vorspannung an die GaN-Einrichtung (wie in 7 der beiliegenden Zeichnungen gezeigt) diese „Dioden“-Vorwärtsspannung weiter auf mehrere Volt erhöht werden kann.
Aufgrund des Fehlens des parasitären MOSFET-Körperdiodenverhaltens reduziert die Verwendung von GaN-Transistoren zur Phasenisolation die Anzahl der Halbleiterschalter, die für die vollständige Implementierung des Festkörper-Phasenisolationsrelais (SSPIR) erforderlich sind, in dieser Ausführungsform von 4 auf 2, wobei lediglich der unerwünschte Strom 10 im Falle eines Schalterausfalls begrenzt werden soll. Damit entspricht die Schaltung dieser Ausführungsform in ihrer Funktion der von 1 oder 2 der begleitenden Zeichnungen.
Im Normalbetrieb wird jeder GaN-Transistor 62, 63 durch eine positive Spannung Vgs zwischen den Gate- und Source-Anschlüssen ähnlich wie bei einem MOSFET eingeschaltet.
Unter Fehlerbedingungen, wie bei einem Kurzschlusswechselrichter MOSFET 51, können die Phasenisolationsschalter GaN 62, 63 ausgeschaltet werden, um zu verhindern, dass ungesteuerte Ströme in den Motorphasen zirkulieren. Dies kann durch die Steuerung der Gate-Source-Spannung jedes GaN-Schalters 62, 63 in Abhängigkeit von der Spannung über dem Schaltelement durchgeführt werden.
Bei einer positiven Spannung über den GaN-Schalter 62, 63 kann die Gate-Source-Spannung nahe 0 V gehalten werden. Bei einer negativen Spannung über dem GaN-Schalter 62, 63 ist die angelegte Gate-Source-Spannung negativ. Die anzulegende negative Gate-Source-Spannung kann durch die Spannung über dem Schalter 62, 63 bestimmt werden, wie unten in Bezug auf 6 beschrieben.
5 der begleitenden Zeichnungen zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung, die in ihrer Funktion der 3 der begleitenden Zeichnungen entspricht. Merkmale, die denen der Schaltung von 4 entsprechen, wurden mit entsprechenden um 50 erhöhten Referenzzahlen dargestellt.
In dieser Ausführungsform gibt es drei Phasenisolationsschalter 111, 112, 113, die alle GaN-Transistoren einsetzen. Da diese Einrichtungen den Strom in beiden Richtungen blockieren können, verringert sich die Anzahl der Halbleiterschalter mit Phasenisolation, um die Steuerung der nicht fehlerhaften Phasen (wie in 3 oben) zu ermöglichen, von 6 auf 3. Beide Ausführungsformen weisen daher den Vorteil auf, dass die Anzahl der Leistungskomponenten, die Kosten und die eingefügten Verluste geringer sind.
Eine GaN-Phasenisolationstreiberschaltung 120 zur Erzielung des obigen Verhaltens ist in 6 dargestellt; diese kann zur Steuerung der GaN-Transistoren der Schaltungen von entweder 4 oder 5 verwendet werden. Nur der Beschreibung halber beschreiben wir ihre Verwendung bei der Steuerung des Schalters 62 in 4, aber das Betriebsprinzip wäre das gleiche für jeden der oben beschriebenen Phasenisolationsschalter62, 63, 111, 112, 113.
Im Normalbetrieb ist der Schalter SW1 geschlossen und die Treiberschaltung 120 legt eine Spannung zwischen Gate und Source des GaN-Schalters 62 (Vgs) an, die geeignet ist, den GaN-Schalter 62 vollständig einzuschalten. Der Widerstand von R1 ist im Vergleich zu R2 relativ groß und hat daher keinen wesentlichen Einfluss auf die Gatespannung. Mit den in jeder Phase geschlossenen GaN-Schaltern 62, 63; 111, 112, 113 kann der Strom im Motor 57, 107 mit dem dreiphasigen Wechselrichter 51, 52, 53, 54, 55, 56; 101, 102, 103, 104, 105, 106 frei gesteuert werden.
Im Falle eines Kurzschlussausfalls eines der Wechselrichter-MOSFETS 51, 52, 53, 54, 55, 56; 101, 102, 103, 104, 105, 106, wenn der GaN-Schalter 62 ausgeschaltet werden soll, kann die Ausgangsspannung der Treiberschaltung 120 auf 0V gesteuert und SW1 geöffnet werden. Bei Betrachtung der Spannung über dem GaN-Schalter 62 (das heißt der Spannung zwischen Drain- und Source-Vds) wird bei positiven Vds-Bedingungen Vgs durch R2 in Reihe mit der Diode über SW1 nahe 0V gehalten. Bei negativen Vds-Bedingungen, bei denen die Diode an SW1 in umgekehrter Richtung vorgespannt ist, wird die Gate-Spannung durch R1 und die Drain-Spannung bestimmt.

Claims

Steuerschaltung für einen Mehrphasenmotor, wobei die Steuerschaltung Folgendes umfasst: mehrere Wechselrichterbrücken, wobei jede Wechselrichterbrücke so angeordnet ist, dass sie eine Ausgangsspannung für eine Phase des Motors bereitstellt; mehrere Ausgänge, wobei jeder Ausgang so angeordnet ist, dass er mit einer Phase des Motors gekoppelt werden kann, um die Ausgangsspannung an diese Phase des Motors bereitzustellen; und mindestens einen Isolationsschalter, wobei jeder Isolationsschalter zwischen eine der Wechselrichterbrücken und einen der Ausgänge gekoppelt ist, um den Ausgang selektiv von der Wechselrichterbrücke zu isolieren; wobei jeder Isolationsschalter einen Galliumnitrid(GaN)-Transistor umfasst.
Steuerschaltung nach Anspruch 1, wobei jeder GaN-Transistor für die selektive Isolierung jedes Isolationsschalters vorgesehen ist.
Steuerschaltung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei jede Wechselrichterbrücke, die nicht mit einem Isolationsschalter gekoppelt ist, mit einem Ausgang gekoppelt ist.
Steuerschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, die mit einer Steuerung versehen ist, die so angeordnet ist, dass sie in einem normalen Betriebsmodus jeden Isolationsschalter schließt, so dass jeder Isolationsschalter seinen Ausgang nicht von seiner Wechselrichterbrücke isoliert und ermöglicht, dass die Ausgangsspannung von seiner Wechselrichterbrücke an seinen Ausgang angelegt wird.
Steuerschaltung nach Anspruch 4, wobei die Steuerung so angeordnet ist, dass sie im normalen Betriebsmodus eine positive Spannung zwischen einem Gate-Anschluss und einem Source-Anschluss jedes GaN-Transistors anlegt.
Steuerschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Steuerung so angeordnet ist, dass sie in einem Betriebsmodus mit Phasenisolation bewirkt, dass mindestens einer der Isolationsschalter den Ausgang, an den er gekoppelt ist, von der Wechselrichterbrücke, an die er gekoppelt ist, isoliert.
Steuerschaltung nach Anspruch 6 in Abhängigkeit von Anspruch 5, wobei die Steuerung so angeordnet ist, dass sie zwischen dem Gate-Anschluss und dem Source-Anschluss in dem Phasenisolationsmodus für jeden der Isolationsschalter angewendet wird, die veranlasst werden sollen, Folgendes zu isolieren: eine Nullspannung, wenn die Spannung über dem GaN-Transistor positiv ist; und eine negative Spannung, wenn die Spannung über dem GaN-Transistor negativ ist.
Steuerschaltung nach Anspruch 7, wobei die Steuerung so angeordnet ist, dass die zwischen dem Gate-Anschluss und dem Source-Anschluss jedes GaN-Transistors angelegte negative Spannung von der Spannung über dem GaN-Transistor abhängig sein kann.
Motorvorrichtung, die einen Motor mit mehreren Phasen und die Steuerschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche umfasst, wobei jede Phase mit einem der Ausgänge der Steuerschaltung gekoppelt ist.
Elektrische Leistungslenkungsvorrichtung, die einen Lenkungsmechanismus für ein Fahrzeug und die Motorvorrichtung nach Anspruch 9 umfasst, wobei der Motor mit der Lenkungsvorrichtung gekoppelt ist, um den Lenkungsmechanismus anzutreiben, um die Lenkung des Fahrzeugs zu ändern.
Fahrzeug mit der elektrischen Leistungslenkungsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die elektrische Leistungslenkungsvorrichtung so angeordnet ist, dass sie die Lenkung des Fahrzeugs so ändert, dass die Richtung, in die sich das Fahrzeug bewegt, geändert wird.
Verfahren zur Steuerung einer Steuerschaltung für einen Mehrphasenmotor, wobei die Steuerschaltung Folgendes umfasst: mehrere Wechselrichterbrücken, wobei jede Wechselrichterbrücke so angeordnet ist, dass sie eine Ausgangsspannung für eine Phase des Motors bereitstellt; mehrere Ausgänge, wobei jeder Ausgang so angeordnet ist, dass er mit einer Phase des Motors gekoppelt werden kann, um die Ausgangsspannung an diese Phase des Motors bereitzustellen; und mindestens einen Isolationsschalter, wobei jeder Isolationsschalter zwischen eine der Wechselrichterbrücken und einen der Ausgänge gekoppelt ist, um den Ausgang selektiv von der Wechselrichterbrücke zu isolieren; wobei jeder Isolationsschalter einen Galliumnitrid(GaN)-Transistor umfasst; wobei das Verfahren in einem normalen Betriebsmodus das Schließen jedes Isolationsschalters umfasst, indem jeder GaN-Transistor zum Leiten veranlasst wird, und in einem Betriebsmodus mit Phasenisolation das Isolieren mindestens eines Ausgangs von der Wechselrichterbrücke, mit der er gekoppelt ist, durch Öffnen mindestens eines Isolationsschalters, indem jeder GaN-Transistor zum Aufhören des Leitens veranlasst wird.
Verfahren nach Anspruch 12, das das Anlegen einer positiven Spannung zwischen einem Gate-Anschluss und einem Source-Anschluss jedes GaN-Transistors in dem normalen Betriebsmodus umfasst.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei im Phasenisolationsmodus zwischen dem Gate-Anschluss und dem Source-Anschluss jeder der Isolationsschalter angelegt wird, die veranlasst werden sollen, Folgendes zu isolieren: eine Nullspannung, wenn die Spannung über dem GaN-Transistor positiv ist; und eine negative Spannung, wenn die Spannung über dem GaN-Transistor negativ ist.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die zwischen dem Gate-Anschluss und dem Source-Anschluss jedes GaN-Transistors angelegte negative Spannung von der Spannung über dem GaN-Transistor abhängig ist.