用于提供脈寬調制功率信號的方法、節點和系統技術方案

本發明專利技術涉及用于提供脈寬調制功率信號的方法，其中使用控制信號來限定相狀態和持續時間。本發明專利技術還涉及相應的節點和相應的系統。本發明專利技術還涉及相應的節點和相應的系統。本發明專利技術還涉及相應的節點和相應的系統。

【技術實現步驟摘要】
用于提供脈寬調制功率信號的方法、節點和系統


[0001]本專利技術涉及用于提供脈寬調制功率信號的方法、用于提供脈寬調制功率信號的相應的節點、以及用于提供脈寬調制功率信號的相應的系統。

技術介紹

[0002]脈寬調制功率信號通常被用于控制功率消耗裝置。例如，可以通過脈寬調制來控制馬達的速度、功率轉換器或發光裝置的亮度。通常使用多個節點來實施脈寬調制，其中每個節點的相應的相被耦合在一起以便達到更高的輸出功率。此類節點之間的同步對于確保功能是重要的。

技術實現思路

[0003]本專利技術的目的是提供與現有技術不同的或相對于現有技術改進的用于提供脈寬調制功率信號的方法、對應的節點和對應的系統。這通過根據獨立權利要求的方法、節點和系統來實現。在從屬權利要求中要求保護優選的實施方式。
[0004]本專利技術涉及一種用于在具有計時器的節點處提供具有一個或多個相的脈寬調制功率信號的方法，所述方法包括以下步驟：
[0005]?
從中央單元接收控制信號，所述控制信號包含時間戳和所述相中的每個相的狀態；
[0006]?
施加所述控制信號，使得每個相根據其狀態被控制，直到所述計時器達到所述時間戳；以及
[0007]?
當所述計時器達到所述時間戳時，施加在所述控制信號之后接收的另一控制信號。
[0008]使用這種方法，可以非常精確地提供可以與其他節點精確同步的脈寬調制功率信號。根據所需的調制，控制信號提供了對相的預期切換或控制的簡單限定。可以分開地設定每個相，并且可以為每個控制信號單獨設定持續時間。
[0009]通常，使用一個或多個相，使得節點可以將相應相的功率全部地或部分地轉發至受控的實體，或者不進行轉發。時間戳可以及時地設定持續時間或時刻，以便限定實際時間，對于該實際時間，相狀態的組合是有效的。
[0010]根據可能的實施方式，狀態可以是二元狀態。這意味著該狀態只有兩個可能的值。在這樣的實施方式中，如果相的狀態具有第一值，則該相可以被置于開的，并且如果相的狀態具有第二值，則該相可以被置于關的。
[0011]根據另一可能的實施方式，狀態可以是非二元狀態。例如，狀態可以是具有多于兩個可能值的狀態。在這種實施方式中，相不僅可以被切換為開的和關的，而且也可以存在相的功率的僅一部分被中繼。可以由狀態確定該部分。該狀態也可以確定相的另一極性。例如，狀態可以具有三個不同的值。但是，可以使用任何其他數量的值。
[0012]施加控制信號可以尤其意味著，如果相被置于開的，該相可以通過節點，并且如果
相被置于關的，則該相可以不通過該節點；或者相的功率的某一部分被中繼。
[0013]計時器典型地是連續遞增的，使得一些計時器值均勻地變化。計時器也可以以類似的方式連續地遞減。
[0014]根據實施方式，中央單元可以是具有與節點不同功能的分離的單元。這尤其可以意味著該中央單元不具有節點的典型功能(即，控制相)。根據替代性實施方式，中央單元可以是節點，或者可以被集成到節點中。因此，中央單元也可以具有節點的典型功能。在這種情況下，中央單元可以被認為是特殊類型的節點。
[0015]尤其可以使用連續接收的控制信號來連續地重復該施加步驟。這意味著，節點連續地接收控制信號，并且在先前的控制信號期滿之后也連續地施加相狀態值。控制信號的接收不必與施加同步。
[0016]尤其是，通過節點可以控制三個相。這對應于典型的實施方式，例如具有三個馬達相的實施方式。然而，也可以使用其他數量的相。例如，可以使用僅一個相。
[0017]根據優選的實施方式，通過節點的時鐘來驅動計時器。該時鐘可以是本地時鐘。因此，在節點中包含用于驅動該計時器的所有必要的功能。然而，其他實施方式也是可能的。例如，可以從通信信道和/或通信網絡中重新獲得時鐘。
[0018]根據優選的實施方式，通過從另一節點接收計時器同步信號，并且將所述計時器置于由所述計時器同步信號和延遲時間所確定的值，來同步所述計時器。因為延遲時間通常在操作期間不會改變，因此這可以在節點之間提供高效且可靠的計時器同步。可以以很短的時間間隔同步多個節點的計時器，從而確保操作期間的精確同步。可以確定延遲時間，例如在啟動時確定延遲時間。
[0019]時間戳尤其可以作為絕對值或持續時間給出。將時間戳作為絕對值給出尤其可以意味著，施加控制信號的狀態值，直到計時器具有該控制信號中所指定的值。將時間戳作為持續時間給出尤其可以意味著，施加控制信號的狀態值，直到計時器具有通過將該控制信號中所指定的值加到施加先前的控制信號結束時的計時器值而計算出的值。
[0020]尤其可以使用節點的相應的絕緣柵雙極晶體管來控制相。換言之，節點可以具有此類絕緣柵雙極晶體管。它們已被證明適用于控制大電流或電壓。絕緣柵雙極晶體管可以布置在具有上臂和下臂的逆變器橋中。作為替代性的優選示例，可以使用碳化硅MOSFET。然而，也可以使用其他種類的晶體管或其他切換器。
[0021]此外，本專利技術涉及一種使用中央單元和多個節點來提供脈寬調制功率信號的方法，
[0022]?
其中，每個節點執行如本文所描述的方法；
[0023]?
其中，所述中央單元根據所需的脈寬調制方案向所述節點發送控制信號；以及
[0024]?
其中，所述節點的對應相是并聯電耦合的。
[0025]這意味著可以組合由節點傳遞的功率。這得到顯著更高的最大輸出功率。可以限定脈寬調制方案，例如通過外部實體(例如，馬達控制器)來限定脈寬調制方案。中央單元可以產生合適的控制信號并且將該控制信號發送到節點。
[0026]該方法尤其還可以包括計時器同步，所述計時器同步包括以下步驟：
[0027]?
從至少一個第一節點向至少一個第二節點發送同步信號，所述同步信號包含所述第一節點的當前計時器值；以及
[0028]?
至少在所述第二節點處接收所述同步信號，并且將所述第二節點的計時器設定為作為所述同步信號中所包含的所述當前計時器值加延遲值而計算的值。
[0029]這允許在節點之間對計時器有效的同步，從而確保所有的節點具有相同的計時器值并且能同時改變該計時器值。
[0030]尤其是，可以在操作期間以指定的時間間隔來執行所述同步。可以設定這樣的時間間隔，使得在節點之間發生的可能的漂移不會在操作中產生問題。
[0031]典型地，時間間隔可以是至少10μs、至少20μs、至少100μs或至少500μs；和/或至多100μs、至多500μs或至多1ms。尤其是，時間間隔可以是50μs。這些值適用于典型的應用。然而，也可以使用其他值。
[0032]該方法尤其還可以包括延遲值確定，所述延遲值確定包括以下步驟：
[0033]?
從至少一個第一節點向至少一個第二節點發送第一確定信號；
[0034]?
至少在所述第二節點處接收所述第一確定信號，并且在接收到所述第一確定信號之后，立即從本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種用于在具有計時器(31、32、33)的節點(21、22、23)處提供具有一個或多個相(U、V、W)的脈寬調制功率信號的方法，所述方法包括以下步驟：
?
從中央單元(10)接收控制信號(CS)，所述控制信號(CS)包含時間戳和所述相(U、V、W)中的每個相的狀態；
?
施加所述控制信號(CS)，使得每個相(U、V、W)根據其狀態被控制，直到所述計時器(31、32、33)達到所述時間戳；以及
?
當所述計時器(31、32、33)達到所述時間戳時，施加在所述控制信號(CS)之后接收的另一控制信號(CS)。2.根據權利要求1所述的方法，
?
其中，使用連續接收的控制信號(CS)來連續地重復施加步驟。3.根據前述權利要求中的任一項所述的方法，
?
其中，通過所述節點(21、22、23)來控制三個相(U、V、W)。4.根據前述權利要求中的任一項所述的方法，
?
其中，通過所述節點(21、22、23)的時鐘來驅動所述計時器(31、32、33)。5.根據前述權利要求中的任一項所述的方法，
?
其中，通過從另一節點(21、22、23)接收計時器同步信號(SYNC)，并且將所述計時器(31、32、33)置于由所述計時器同步信號(SYNC)和延遲時間所確定的值，來同步所述計時器(31、32、33)。6.根據前述權利要求中的任一項所述的方法，
?
其中，所述時間戳作為絕對值(Tstamp)或持續時間(duration)給出。7.根據前述權利要求中的任一項所述的方法，
?
其中，使用所述節點(21、22、23)的相應的絕緣柵雙極晶體管或碳化硅MOSFET來控制所述相(U、V、W)。8.一種使用中央單元(10)和多個節點(21、22、23)來提供脈寬調制功率信號的方法，
?
其中，每個節點(21、22、23)執行根據前述權利要求中的任一項所述的方法；
?
其中，所述中央單元(10)根據所需的脈寬調制方案向所述節點(21、22、23)發送控制信號(CS)；以及
?
其中，所述節點(21、22、23)的對應相(U、V、W)是并聯電耦合的。9.根據權利要求8所述的方法，還包括計時器同步，所述計時器(31、32、33)同步包括...

【專利技術屬性】
技術研發人員：佩特里，
申請(專利權)人：偉肯有限公司，
類型：發明
國別省市：