CN110474573B - 电机控制装置 - Google Patents

Abstract

电机控制装置(1)包括：对逆变器(30)进行PWM控制的PWM控制器(10)，逆变器(30)驱动三相电动机(M)并且包括三个臂部(A)，每个臂部(A)包括彼此串联地连接于第一电源供应线(2)和第二电源供应线(3)之间的高侧开关元件(QH)和低侧开关元件(QL)，第二电源供应线(3)连接至比第一电源供应线的电位更低的电位。在三相电动机通过逆变器的PWM控制从第一电源供应线通电的情况下的通电时段和非通电时段中，在即将从通电时段过渡到非通电时段之前的通电时段的第一预定时段期间，PWM控制器进行施加于高侧开关元件和低侧开关元件之一的信号的SWEEP控制，并且进行同步整流控制。

Description

电机控制装置

技术领域

本公开涉及一种电机控制装置，具有用于逆变器的PWM控制的PWM控制器。该逆变器驱动三相电动机，并且包括三个臂部，每个臂部包括高侧开关元件和低侧开关元件，上述高侧开关元件和低侧开关元件串联于第一电源供应线和第二电源供应线之间，该第二电源供应线连接至比相应第一电源供应线的电位更低的电位。

背景技术

当三相无刷电动机(以下称为“三相电动机”)被驱动时，相关领域中会采用脉冲宽度调制(PWM)控制。在PWM控制中，当流过三相电动机的电流(电机驱动电流)的大小突然变化时，电机扭矩也突然变化，从而在一些情况下，根据电机扭矩的突然变化会产生噪音。因此，抑制噪音的技术已经被审查(例如JP2004-032953A(对比文件1))。

在对比文件1描述的电机驱动装置，当PWM控制由PWM信号执行时，在从高阻状态切换到低阻输出状态之前的时段，如少于高阻状态段的1/2的时段，以及在从低阻输出状态切换到高阻状态之后的时段，如少于高阻状态段的1/2的时段，通过占空比的SWEEP控制柔和地改变了电机驱动电流，从而实现了减少噪音。

正如对比文件1描述的技术中，在从高阻状态切换到低阻输出状态之前的时段或者在从低阻输出状态切换到高阻状态之后的时段，占空比的SWEEP控制不仅实现了减少噪音的效果，还实现了抑制从低阻输出状态切换到高阻状态之后出现的浪涌的效果。同时，作为实现减少噪音的方法，最近也会采用从相关领域的120度通电驱动延长通电时间并接近150度通电驱动或正弦波驱动的方法。但是，在以无传感器方式控制的三相电动机中，当通电时间从120度通电驱动延长时，检测电动机位置的位置检测时段变得更短，并且进一步地，浪涌变得更大，因此其不能实现稳定的控制。通过使用占空比的SWEEP控制能抑制浪涌，但是在一些情况下，仍然难以得到按照三相电动机的转速的足够效果。

因此，亟需一种无论三相电动机的转速如何都能抑制浪涌的电机控制装置。

发明内容

根据本公开的一方面，电机控制装置的特征在于，该电机控制装置包括PWM控制器，该PWM控制器对逆变器进行PWM控制，该逆变器驱动三相电动机并且包括三个臂部，每个臂部包括彼此串联地连接于第一电源供应线和第二电源供应线之间的高侧开关元件和低侧开关元件，第二电源供应线连接至比第一电源供应线的电位更低的电位。在通电时段期间，在三相电动机通过逆变器的PWM控制从第一电源供应线通电的情况下，三个臂部之中的一个臂部中包括的高侧开关元件和低侧开关元件中的一个处于闭合状态，在非通电时段期间，在三相电动机通过逆变器的PWM控制从第一电源供应线通电的情况下，一个臂部中包括的高侧开关元件和低侧开关元件二者均处于开路状态，在即将从通电时段过渡到非通电时段之前的通电时段的第一预定时段期间，PWM控制器进行SWEEP控制，以便逐渐减小施加于臂部的高侧开关元件和低侧开关元件之一的信号的占时，并且进行同步整流控制，以使得在与包括(三相电动机从第一电源供应线通电的PWM控制期间进行SWEEP控制的)高侧开关元件和低侧开关元件之一的臂部不同的另一个臂部的高侧开关元件和低侧开关元件之一处于开路状态时，臂部的高侧开关元件和低侧开关元件中的另一个处于闭合状态。

根据如前所述的结构，在SWEEP控制和同步整流控制结合进行的情况下，当进行SWEEP控制的高侧开关元件和低侧开关元件之一处于开路状态时，作为同步整流控制对象的开关元件并不处于闭合状态。相反，与包括进行SWEEP控制的高侧开关元件和低侧开关元件之一的臂部不同的另一个臂部的高侧开关元件和低侧开关元件之一处于开路状态时，作为同步整流控制对象的开关元件处于闭合状态。相应地，能避免意外的电流流过三相电动机，从而能实现通过同步整流控制抑制发热，并且通过SWEEP控制实现噪声减少和抑制浪涌。

优选地，在通电时段中，紧接在从非通电时段过渡到通电时段之后的第二预定时段期间，PWM控制器进行SWEEP控制，以便逐渐增加施加于臂部的高侧开关元件和低侧开关元件之一的信号的占时，并且进行同步整流控制，以使得在另一个臂部的高侧开关元件和低侧开关元件之一处于开路状态时，臂部的高侧开关元件和低侧开关元件中的另一个处于闭合状态。

根据如前所述的结构，能进一步提高通过SWEEP控制减少噪声和抑制浪涌的效果，以及通过同步整流控制抑制发热的效果。

优选地，PWM控制器通过在高侧开关元件和低侧开关元件之间对高侧开关元件进行PWM控制的高侧PWM控制方法来进行PWM控制，并且，在对低侧开关元件进行SWEEP控制时，不会对高侧开关元件进行同步整流控制。

根据如前所述的结构，在通过高侧PWM控制方法进行PWM控制的情况下，能可靠地避免产生意外的电流。因此，能容易地改进如前所述的SWEEP控制的效果和同步整流控制的效果。

优选地，PWM控制器通过在高侧开关元件和低侧开关元件之间对低侧开关元件进行PWM控制的低侧PWM控制方法来进行PWM控制，并且，在对高侧开关元件进行SWEEP控制时，不会对低侧开关元件进行同步整流控制。

根据如前所述的结构，在通过低侧PWM控制方法进行PWM控制的情况下，能可靠地避免产生意外的电流。因此，能容易地改进如前所述的SWEEP控制的效果和同步整流控制的效果。

附图说明

参照附图，从以下详细说明中，本公开的前述和其它特征、特性将更清楚，其中：

图1是示意性说明电机控制装置的结构的框图；

图2阐明了在用高侧PWM控制方法通过150度通电驱动进行PWM控制时各部的波形；

图3是阐明同步整流控制的图示；以及

图4阐明了相电流的电流波形。

具体实施方式

这里公开的电机控制装置配置为具有无论三相电动机的转速如何都能抑制浪涌的功能。以下将描述根据实施例的电机控制装置1。

图1是示意性说明电机控制装置1的结构的框图。电机控制装置1被配置成包括PWM控制器10，驱动器20，逆变器30，以及位置检测器40。

该PWM控制器10产生PWM信号，并且对以下描述的逆变器30进行PWM控制。相关领域中已知通过PWM信号的PWM控制，因此不再赘述。

驱动器20设置于PWM控制器10和逆变器30之间，并且，由PWM控制器10产生的PWM信号被输入至驱动器20。该驱动器20改善了输入的PWM信号的驱动能力，并且输出PWM信号至逆变器30。

该逆变器30控制流过三相电动机M的电流，并且驱动三相电动机M。在该实施例中，三相电动机M通过如图1所示的示例的星形连接配置，但是也可通过不同连接配置，例如三角形连接。

该逆变器30具有三个臂部A，每个臂部包括高侧开关元件QH和低侧开关元件QL，上述高侧开关元件QH和低侧开关元件QL彼此串联地连接于第一电源供应线2和第二电源供应线3之间，该第二电源供应线3连接至比相应第一电源供应线2的电位更低的电位。该第一电源供应线2是与电源4连接的线缆。连接至比第一电源供应线2的电位更低的电位的第二电源供应线3是施加比电源4的输出电压更低的电位的线缆，并且在本实施例中对应于接地线缆。

在本实施例中，高侧开关元件QH配置为使用P型金属-氧化物半导体场效应晶体管(P-MOSFET)，并且低侧开关元件QL配置为使用N型金属-氧化物半导体场效应晶体管(N-MOSFET)。在高侧开关元件QH，源极端子连接至第一电源供应线2，并且漏极端子连接至低侧开关元件QL的漏极端子。低侧开关元件QL的源极端子连接至第二电源供应线3。以如此方式连接的高侧开关元件QH和低侧开关元件QL构成了臂部A，并且逆变器30具有三个臂部A。高侧开关元件QH和低侧开关元件QL中的每一个的栅极端子连接至驱动器20，并且以上描述的具有改善的驱动能力的PWM信号被输入至栅极端子。每个臂部A的高侧开关元件QH的漏极端子连接至三相电动机M中包括的三个端子中的每一个。

位置检测器40根据流过三相电动机M的电动机电流来检测三相电动机M的转子(未示出)的位置。在该实施例中，位置检测器40连接至将如上所述的每个臂部A的高侧开关元件QH的漏极端子与三相电动机M中包括的三个端子中的每一个相连接的线缆，通过电阻器R连接。该位置检测器40还连接至星形连接中的中性点，通过电阻器R连接。这样的连接使得位置检测器40能检测电动机电流并且检测(计算)转子的位置。相关领域中已知这样的检测，因此不再赘述。该位置检测器40的检测结果被传送至PWM控制器10，并且该PWM控制器10在PWM控制中使用该检测结果。

接下来将阐述通过PWM控制器10抑制浪涌和发热。在通电时段和非通电时段之间的通电时段中，在即将从通电时段过渡到非通电时段之前的第一预定时段期间，PWM控制器10进行SWEEP控制，以便逐渐减小在即将从对应的通电时段过渡到非通电时段之前施加于臂部A的高侧开关元件QH和低侧开关元件QL之一的信号的占时。

其中，作为PWM控制，例如，有在高侧开关元件QH和低侧开关元件QL之间PWM控制高侧开关元件QH的高侧PWM控制方法，以及在高侧开关元件QH和低侧开关元件QL之间PWM控制低侧开关元件QL的低侧PWM控制方法。

图2阐明了在用高侧PWM控制方法通过150度通电驱动进行PWM控制时各部的波形。特别是，阐明了在图1中的U、V、W点中每一个处的电压波形，以及输入至高侧开关元件QH和低侧开关元件QL(在图1的示例中的栅极端子)中的每一个的控制端子的控制信号。在下文中，当需要将各臂部A的各开关元件彼此区别开来时，U相臂部A的高侧开关元件QH将描述为高侧开关元件UP，U相臂部A的低侧开关元件QL将描述为低侧开关元件UN。V相臂部A的高侧开关元件QH将描述为高侧开关元件VP，V相臂部A的低侧开关元件QL将描述为低侧开关元件VN。W相臂部A的高侧开关元件QH将描述为高侧开关元件WP，W相臂部A的低侧开关元件QL将描述为低侧开关元件WN。

在通电时段期间，在逆变器30被PWM控制以使三相电动机M从第一电源供应线2通电的情况下，三个臂部A之中的一个臂部A包括的高侧开关元件QH和低侧开关元件QL中的一个处于闭合状态。表述“在逆变器30被PWM控制以使三相电动机M从第一电源供应线2通电的情况”指的是使电流从电源4流过第一电源供应线2流到三相电动机M的各相的线圈以便驱动三相电动机M的情况。表述“高侧开关元件QH和低侧开关元件QL中的一个处于闭合状态”意味着高侧开关元件QH和低侧开关元件QL中的一个处于导通状态。

因此，具体地，在关注U相臂部A时，正如该实施例在图2中用符号“E”表示的，在逆变器30被PWM控制以使三相电动机M从第一电源供应线2通电的情况下，三个臂部A之中的一个臂部A包括的高侧开关元件QH和低侧开关元件QL中的一个处于闭合状态的时段对应于时间t1和时间t2之间在15°和30°之间的时段，时间t2和时间t3之间的时段，时间t3和时间t4之间的时段，时间t4和时间t5之间的时段，时间t5和时间t6之间的时段，时间t6和时间t7之间在150°和165°之间的时段，时间t7和时间t8之间在195°和210°之间的时段，时间t8和时间t9之间的时段，时间t9和时间t10之间的时段，时间t10和时间t11之间的时段，时间t11和时间t12之间的时段，以及时间t12和时间t13之间在330°和345°之间的时段。这些时段称为通电时段，因为U相臂部A包括的高侧开关元件UP和低侧开关元件UN中的一个处于通电状态从而三相电动机M通过逆变器30的PWM控制从第一电源供应线2通电。

在非通电时段期间，在逆变器30被PWM控制以使三相电动机M从第一电源供应线2通电的情况下，三个臂部A之中的一个臂部A包括的高侧开关元件QH和低侧开关元件QL二者处于开路状态。如前所述，表述“在逆变器30被PWM控制以使三相电动机M从第一电源供应线2通电的情况”指的是使电流从电源4流过第一电源供应线2流到三相电动机M的各相的线圈以便驱动三相电动机M的情况。表述“高侧开关元件QH和低侧开关元件QL二者处于开路状态”意味着高侧开关元件QH和低侧开关元件QL二者均处于非导通状态。

因此，具体地，在关注U相臂部A时，正如该实施例在图2中用符号“N”表示的，在逆变器30被PWM控制以使三相电动机M从第一电源供应线2通电的情况下，三个臂部A之中的一个臂部A包括的高侧开关元件QH和低侧开关元件QL二者均处于开路状态的时段对应于时间t1和时间t2之间在0°和15°之间的时段，时间t6和时间t7之间在165°和180°之间的时段，时间t7和时间t8之间在180°和195°之间的时段，以及时间t12和时间t13之间在345°和360°之间的时段。这些时段称为非通电时段，因为U相臂部A包括的高侧开关元件UP和低侧开关元件UN二者均处于非通电状态从而三相电动机M通过逆变器30的PWM控制从第一电源供应线2通电。

这些通电和非通电时段还在V相臂部A和W相臂部A中单独设定。也就是说，在V相臂部A中，通电时段对应于图2中所示的时间t1和时间t2之间的时段，时间t2和时间t3之间的时段，时间t3和时间t4之间的时段，时间t4和时间t5之间在90°和105°之间的时段，时间t5和时间t6之间在135°和150°之间的时段，时间t6和时间t7之间的时段，时间t7和时间t8之间的时段，时间t8和时间t9之间的时段，时间t9和时间t10之间的时段，时间t10和时间t11之间在270°和285°之间的时段，时间t11和时间t12之间在315°和330°之间的时段，以及时间t12和时间t13之间的时段。而且，非通电时段对应于时间t4和时间t5之间在105°和120°之间的时段，时间t5和时间t6之间在120°和135°之间的时段，时间t10和时间t11之间在285°和300°之间的时段，以及时间t11和时间t12之间在300°和315°之间的时段。

在W相臂部A中，通电时段对应于图2中所示的时间t1和时间t2之间的时段，时间t2和时间t3之间在30°和45°之间的时段，时间t3和时间t4之间在75°和90°之间的时段，时间t4和时间t5之间的时段，时间t5和时间t6之间的时段，时间t6和时间t7之间的时段，时间t7和时间t8之间的时段，时间t8和时间t9之间在210°和225°之间的时段，时间t9和时间t10之间在255°和270°之间的时段，时间t10和时间t11之间的时段，时间t11和时间t12之间的时段，以及时间t12和时间t13之间的时段。而且，非通电时段对应于时间t2和时间t3之间在45°和60°之间的时段，时间t3和时间t4之间在60°和75°之间的时段，时间t8和时间t9之间在225°和240°之间的时段，以及时间t9和时间t10之间在240°和255°之间的时段。

在关注U相臂部A时，表述“通电时段中……即将从通电时段过渡到非通电时段之前的第一预定时段”指的是，紧接时间t6之后已经到时间t6和时间t7之间的时段，以及紧接时间t12之后已经到时间t12和时间t13之间的时段。在关注V相臂部A时，第一预定时段是紧接时间t4之后已经到时间t4和时间t5之间的时段，以及紧接时间t10之后已经到时间t10和时间t11之间的时段。在关注W相臂部A时，第一预定时段是紧接时间t2之后已经到时间t2和时间t3之间的时段，以及紧接时间t8之后已经到时间t8和时间t9之间的时段。在该实施例中，每个第一预定时段被设定成包括第一预定时段的一个时段的一半(设为15°的一段)长。

因此，表述“SWEEP控制以便逐渐减小施加于臂部A的高侧开关元件QH和低侧开关元件QL之一的信号的占时”意味着在如前所述的通电时段的状态之中在包括第一预定时段的通电时段中进行控制以便逐渐缩短臂部A的高侧开关元件QH和低侧开关元件QL之一处于闭合状态的时间。如前所述，在该实施例中，高侧开关元件QH配置为采用P-MOSFET，低侧开关元件QL配置为采用N-MOSFET。因此，在该实施例中，逐渐减小施加于高侧开关元件QH的信号的占时的情况表明施加于高侧开关元件QH的信号的低电平时段逐渐变短，并且逐渐减小施加于低侧开关元件QL的信号的占时的情况表明施加于低侧开关元件QL的信号的高电平时段逐渐变短。

PWM控制器10进行SWEEP控制以便逐渐缩短在时间t2和时间t3之间的第一预定时段中施加于W相臂部A的高侧开关元件WP的信号的低电平时段，进行SWEEP控制以便逐渐缩短在时间t4和时间t5之间的第一预定时段中施加于V相臂部A的低侧开关元件VN的信号的高电平时段，进行SWEEP控制以便逐渐缩短在时间t6和时间t7之间的第一预定时段中施加于U相臂部A的高侧开关元件UP的信号的低电平时段，进行SWEEP控制以便逐渐缩短在时间t8和时间t9之间的第一预定时段中施加于W相臂部A的低侧开关元件WN的信号的高电平时段，进行SWEEP控制以便逐渐缩短在时间t10和时间t11之间的第一预定时段中施加于V相臂部A的高侧开关元件VP的信号的低电平时段，以及进行SWEEP控制以便逐渐缩短在时间t12和时间t13之间的第一预定时段中施加于U相臂部A的低侧开关元件UN的信号的高电平时段。在图2中，进行SWEEP控制的这些时段用符号“I”表示。

在每个第一预定时段中，PWM控制器10进行同步整流控制，从而在与包括(三相电动机M从第一电源供应线2通电的PWM控制期间进行SWEEP控制的)高侧开关元件QH和低侧开关元件QL之一的臂部A不同的另一个臂部A的高侧开关元件QH和低侧开关元件QL之一处于开路状态时，臂部A的高侧开关元件QH和低侧开关元件QL中的另一个处于闭合状态。

表述“每个第一预定时段”指的是在如前所述每个臂部A的高侧开关元件QH和低侧开关元件QL之一进行SWEEP控制的时段，表述“臂部A”对应于包括在第一预定时段中进行SWEEP控制的高侧开关元件QH和低侧开关元件QL之一的臂部A。因此，表述“在每个第一预定时段中……臂部A的高侧开关元件QH和低侧开关元件QL中的另一个”指的是和在第一预定时段中进行SWEEP控制的高侧开关元件QH和低侧开关元件QL之一一起构成臂部A的另一个开关元件。

表述“与包括高侧开关元件QH和低侧开关元件QL之一的臂部A不同的另一个臂部A”指的是，在三个臂部A之中与包括进行SWEEP控制的开关元件的臂部A不同的两个其他臂部A中的每一个，并且表示臂部A处于通电时段状态。具体地，在U相臂部A的高侧开关元件UP和低侧开关元件UN之一进行SWEEP控制时，另一个臂部A对应于V相臂部A和W相臂部A中的每一个，在V相臂部A的高侧开关元件VP和低侧开关元件VN之一进行SWEEP控制时，另一个臂部A对应于U相臂部A和W相臂部A中的每一个，以及，在W相臂部A的高侧开关元件WP和低侧开关元件WN之一进行SWEEP控制时，另一个臂部A对应于U相臂部A和V相臂部A中的每一个。

表述“进行同步整流控制，设定在另一个臂部A的高侧开关元件QH和低侧开关元件QL之一处于开路状态时的闭合状态”表示，在对逆变器30进行PWM控制以使三相电动机M从第一电源供应线2通电的期间，当另一个臂部A的开关元件处于开路状态时，包括进行SWEEP控制的开关元件的臂部A的另一个开关元件处于闭合状态，这样的控制称之为同步整流控制。

具体地，在时间t2和时间t3之间的第一预定时段中，在进行PWM控制以使三相电动机M从第一电源供应线2通电的U相臂部A的高侧开关元件UP处于开路状态时，和进行SWEEP控制的W相高侧开关元件WP一起构成臂部A的低侧开关元件WN处于闭合状态。在时间t6和时间t7之间的第一预定时段中，在进行PWM控制以使三相电动机M从第一电源供应线2通电的V相臂部A的高侧开关元件VP处于开路状态时，和进行SWEEP控制的U相高侧开关元件UP一起构成臂部A的低侧开关元件UN处于闭合状态。在时间t10和时间t11之间的第一预定时段中，在进行PWM控制以使三相电动机M从第一电源供应线2通电的W相臂部A的高侧开关元件WP处于开路状态时，和进行SWEEP控制的V相高侧开关元件VP一起构成臂部A的低侧开关元件VN处于闭合状态。相应地，不需要每个开关元件中包括二极管，就能再产生再生电流。在图2中，进行同步整流控制的这些时段用符号“II”表示。

其中，在该实施例中，示例是通过在高侧开关元件QH和低侧开关元件QL之间对高侧开关元件QH进行PWM控制的高侧PWM控制方法来进行PWM控制的情况。即，高侧PWM控制方法指的是，这种方法中，在三相电动机M从第一电源供应线2通电的情况下，关于每个臂部A的高侧开关元件QH，通过在一个通电时段中周期性改变的信号使开路/闭合状态被切换，而通过在一个通电时段中不会周期性改变的恒定电平信号使每个臂部A的低侧开关元件QL处于闭合状态。

在这种情况下，PWM控制器10配置成在对低侧开关元件QL进行SWEEP控制时不会对高侧开关元件QH进行同步整流控制。即，在时间t4和时间t5之间的第一预定时段中，由于对V相低侧开关元件VN进行SWEEP控制，不会对与低侧开关元件VN一起构成臂部A的高侧开关元件VP进行同步整流控制，并且高侧开关元件VP处于开路状态。在时间t8和时间t9之间的第一预定时段中，由于对W相低侧开关元件WN进行SWEEP控制，不会对与低侧开关元件WN一起构成臂部A的高侧开关元件WP进行同步整流控制，并且高侧开关元件WP处于开路状态。在时间t12和时间t13之间的第一预定时段中，由于对U相低侧开关元件UN进行SWEEP控制，不会对与低侧开关元件UN一起构成臂部A的高侧开关元件UP进行同步整流控制，并且高侧开关元件UP处于开路状态。在图2中，不会进行同步整流控制的这些时段用符号“III”表示。

在该实施例中，在通电时段中，紧接在从非通电时段过渡到通电时段之后的第二预定时段期间，PWM控制器10进行SWEEP控制，以便逐渐增加紧接在从对应的非通电时段过渡到通电时段之后施加于臂部A的高侧开关元件QH和低侧开关元件QL之一的信号的占时。

在关注U相臂部A时，表述“通电时段中……紧接在从非通电时段过渡到通电时段之后的第二预定时段”指的是，即将到时间t2之前已经到时间t1和时间t2之间的时段，以及即将到时间t8之前已经到时间t7和时间t8之间的时段。在关注V相臂部A时，第二预定时段是即将到时间t6之前已经到时间t5和时间t6之间的时段，以及即将到时间t12之前已经到时间t11和时间t12之间的时段。在关注W相臂部A时，第二预定时段是即将到时间t4之前已经到时间t3和时间t4之间的时段，以及即将到时间t10之前已经到时间t9和时间t10之间的时段。在该实施例中，每个第二预定时段被设定成包括第二预定时段的一个时段的一半(设为15°的一段)长。

表述“以便逐渐增加施加于臂部A的高侧开关元件QH和低侧开关元件QL之一的信号的占时”意味着逐渐增加臂部A的高侧开关元件QH和低侧开关元件QL之一在通电时段状态中处于闭合状态的时间。因此，在该实施例中，逐渐增加施加于高侧开关元件QH的信号的占时的情况表明施加于高侧开关元件QH的信号的低电平时段逐渐变长，并且逐渐增加施加于低侧开关元件QL的信号的占时的情况表明施加于低侧开关元件QL的信号的高电平时段逐渐变长。

PWM控制器10进行SWEEP控制以便逐渐增加在时间t1和时间t2之间的第二预定时段中施加于U相高侧开关元件UP的信号的低电平时段，进行SWEEP控制以便逐渐增加在时间t3和时间t4之间的第二预定时段中施加于W相低侧开关元件WN的信号的高电平时段，进行SWEEP控制以便逐渐增加在时间t5和时间t6之间的第二预定时段中施加于V相高侧开关元件VP的信号的低电平时段，进行SWEEP控制以便逐渐增加在时间t7和时间t8之间的第二预定时段中施加于U相低侧开关元件UN的信号的高电平时段，进行SWEEP控制以便逐渐增加在时间t9和时间t10之间的第二预定时段中施加于W相高侧开关元件WP的信号的低电平时段，以及进行SWEEP控制以便逐渐增加在时间t11和时间t12之间的第二预定时段中施加于V相低侧开关元件VN的信号的高电平时段。在图2中，进行SWEEP控制的这些时段用符号“IV”表示。

在每个第二预定时段中，PWM控制器10进行同步整流控制，从而在另一个臂部A的高侧开关元件QH和低侧开关元件QL之一处于开路状态时，臂部A的高侧开关元件QH和低侧开关元件QL中的另一个处于闭合状态。

表述“每个第二预定时段”指的是在如前所述每个臂部A的高侧开关元件QH和低侧开关元件QL之一进行SWEEP控制的时段，表述“臂部A”对应于包括在第二预定时段中进行SWEEP控制的高侧开关元件QH和低侧开关元件QL之一的臂部A。因此，表述“在每个第二预定时段中……臂部A的高侧开关元件QH和低侧开关元件QL中的另一个”指的是和在第二预定时段中进行SWEEP控制的高侧开关元件QH和低侧开关元件QL之一一起构成臂部A的开关元件。

具体地，在时间t1和时间t2之间的第二预定时段中，在进行PWM控制以使三相电动机M从第一电源供应线2通电的W相臂部A的高侧开关元件WP处于开路状态时，和进行SWEEP控制的U相高侧开关元件UP一起构成臂部A的低侧开关元件UN处于闭合状态。在时间t5和时间t6之间的第二预定时段中，在进行PWM控制以使三相电动机M从第一电源供应线2通电的U相臂部A的高侧开关元件UP处于开路状态时，和进行SWEEP控制的V相高侧开关元件VP一起构成臂部A的低侧开关元件VN处于闭合状态。在时间t9和时间t10之间的第二预定时段中，在进行PWM控制以使三相电动机M从第一电源供应线2通电的V相臂部A的高侧开关元件VP处于开路状态时，和进行SWEEP控制的高侧开关元件WP一起构成臂部A的W相低侧开关元件WN处于闭合状态。相应地，不需要每个开关元件中包括二极管，就能再产生再生电流。在图2中，进行同步整流控制的这些时段用符号“V”表示。

而且，在第二预定时段中，PWM控制器10配置成在对低侧开关元件QL进行SWEEP控制时不会对高侧开关元件QH进行同步整流控制。即，在时间t3和时间t4之间的第二预定时段中，由于对W相低侧开关元件WN进行SWEEP控制，不会对与低侧开关元件WN一起构成臂部A的高侧开关元件WP进行同步整流控制，并且高侧开关元件WP处于开路状态。在时间t7和时间t8之间的第二预定时段中，由于对U相低侧开关元件UN进行SWEEP控制，不会对与低侧开关元件UN一起构成臂部A的高侧开关元件UP进行同步整流控制，并且高侧开关元件UP处于开路状态。在时间t11和时间t12之间的第二预定时段中，由于对V相低侧开关元件VN进行SWEEP控制，不会对与低侧开关元件VN一起构成臂部A的高侧开关元件VP进行同步整流控制，并且高侧开关元件VP处于开路状态。在图2中，不会进行同步整流控制的这些时段用符号“VI”表示。

在该实施例中，在通电时段中，在三相电动机M通过逆变器30的PWM控制从第一电源供应线2通电的情况下，当三个臂部A之中的一个臂部A中包括的高侧开关元件QH处于开路状态时，PWM控制器10使与对应的高侧开关元件QH一起构成臂部A的低侧开关元件QL处于闭合状态。

具体地，在时间t2和时间t6之间的每个通电时段中，由于对U相高侧开关元件UP进行PWM控制以使三相电动机M从第一电源供应线2通电，当高侧开关元件UP处于开路状态时，与高侧开关元件UP一起构成臂部A的低侧开关元件UN处于闭合状态。在时间t6和时间t10之间的每个通电时段中，由于对V相高侧开关元件VP进行PWM控制以使三相电动机M从第一电源供应线2通电，当高侧开关元件VP处于开路状态时，与高侧开关元件VP一起构成臂部A的低侧开关元件VN处于闭合状态。在时间t1和时间t2之间以及时间t10和时间t13之间的每个通电时段中，由于对W相高侧开关元件WP进行PWM控制以使三相电动机M从第一电源供应线2通电，当高侧开关元件WP处于开路状态时，与高侧开关元件WP一起构成臂部A的低侧开关元件WN处于闭合状态。相应地，不需要每个开关元件中包括二极管，就能再产生再生电流。在图2中，进行PWM控制的这些时段用符号“VII”表示，进行同步整流控制的这些时段用符号“VIII”表示。

在三相电动机M如图3中的(a)所示通过PWM控制通电之后，在相关领域的技术中，再生电流如图3中的(b)所示流过与低侧开关元件QL平行地设置的二极管。然而，通过如前所述的结构，在本申请电机控制装置1中，再生时，低侧开关元件QL处于闭合状态，从而能使再生电流如图3中的(c)所示流过低侧开关元件QL。由于低侧开关元件QL的导通电阻造成的功率损耗比二极管的正向电压造成的功率损耗小，能减少再生时的发热量。

通过相关领域的电机控制装置控制时，如图4的(a)所示，当通电时段切换至非通电时段时，意外的电流与相电流叠加。但是，根据本申请电机控制装置1，如图4的(b)所示，能避免意外的电流叠加。此外，由于意外的电流不会流过三相电动机M(不会叠加)，能抑制三相电动机M由于相应电流驱动时产生异常噪声。因此，根据本申请电机控制装置1，能实现在驱动三相电动机M时噪音减少。

其它实施例

在上述实施例中，作为示例，阐述了在用高侧PWM控制方法通过150度通电驱动进行PWM控制的情况下的各部的波形。但是，在150度通电驱动中，也能应用一种通电方法，其中通电时段围绕其它相位。

在上述实施例中，阐述了一种情况，其中，紧接在从非通电时段过渡到通电时段之后的第二预定时段期间，在通电时段中，PWM控制器10进行SWEEP控制，以便逐渐增加紧接在从对应的非通电时段过渡到通电时段之后施加于臂部A的高侧开关元件QH和低侧开关元件QL之一的信号的占时，并且进行同步整流控制，以使得高侧开关元件QH和低侧开关元件QL中的另一个在另一个臂部A的高侧开关元件QH和低侧开关元件QL之一处于开路状态时会处于闭合状态。但是，PWM控制器10也可配置成不进行SWEEP控制，在对应的第二预定时段也不进行同步整流控制。

在上述实施例中，阐述了一种情况，其中，作为示例，PWM控制器10通过在高侧开关元件QH和低侧开关元件QL之间对高侧开关元件QH进行PWM控制的高侧PWM控制方法来进行PWM控制。但是，本公开也能应用于一种情况，其中，PWM控制器10通过在高侧开关元件QH和低侧开关元件QL之间对低侧开关元件QL进行PWM控制的低侧PWM控制方法来进行PWM控制。在这种情况下，PWM控制器10也可配置成在对高侧开关元件QH进行SWEEP控制时不对低侧开关元件QL进行同步整流控制。

本公开也能在一种电机控制装置中使用，该电机控制装置包括对逆变器进行PWM控制的PWM控制器，该逆变器驱动三相电动机并且包括三个臂部，每个臂部包括高侧开关元件和低侧开关元件，上述高侧开关元件和低侧开关元件彼此串联于第一电源供应线和第二电源供应线之间，该第二电源供应线连接至比相应第一电源供应线的电位更低的电位。

以上说明描述了本发明的原理、优选实施方式以及运行模式。但是，本发明要保护的范围不限于公开的具体实施方式。此外，这里描述的实施方式应视为说明性的，而不是限制性的。不脱离于本发明的精神，还可做出各种变化、改进以及等同设置。相应地，应注意，本发明要保护的范围涵盖如权利要求所述的、落入本发明精神和范围的所有变化、改进以及等同设置。

Claims (4)

1.一种电机控制装置(1)，包括：

PWM控制器(10)，所述PWM控制器(10)对逆变器(30)进行PWM控制，所述逆变器(30)驱动三相电动机(M)并且包括三个臂部(A)，每个所述臂部(A)包括高侧开关元件(QH)和低侧开关元件(QL)，所述高侧开关元件(QH)和所述低侧开关元件(QL)彼此串联地连接于第一电源供应线(2)和第二电源供应线(3)之间，所述第二电源供应线(3)连接至比所述第一电源供应线的电位更低的电位，

其中，在通电时段期间，在所述三相电动机通过所述逆变器的PWM控制从所述第一电源供应线通电的情况下，三个所述臂部之中的一个臂部中包括的所述高侧开关元件和所述低侧开关元件中的一个处于闭合状态，在非通电时段期间，在所述三相电动机通过所述逆变器的PWM控制从所述第一电源供应线通电的情况下，一个所述臂部中包括的所述高侧开关元件和所述低侧开关元件二者均处于开路状态，在即将从所述通电时段过渡到所述非通电时段之前的所述通电时段的第一预定时段期间，所述PWM控制器进行SWEEP控制，以便逐渐减小施加于所述臂部的所述高侧开关元件和所述低侧开关元件之一的信号的占时，并且进行同步整流控制，以使得在与包括所述三相电动机从所述第一电源供应线通电的PWM控制期间进行SWEEP控制的所述高侧开关元件和所述低侧开关元件之一的所述臂部不同的另一个臂部的所述高侧开关元件和所述低侧开关元件之一处于开路状态时，所述臂部的所述高侧开关元件和所述低侧开关元件中的另一个处于闭合状态。

2.如权利要求1所述的电机控制装置，其中，紧接在从所述非通电时段过渡到所述通电时段之后的所述通电时段中的第二预定时段期间，所述PWM控制器进行SWEEP控制，以便逐渐增加施加于所述臂部的所述高侧开关元件和所述低侧开关元件之一的信号的占时，并且进行同步整流控制，以使得在另一个所述臂部的所述高侧开关元件和所述低侧开关元件之一处于开路状态时，所述臂部的所述高侧开关元件和所述低侧开关元件中的另一个处于闭合状态。

3.如权利要求1或2所述的电机控制装置，其中，

所述PWM控制器

通过在所述高侧开关元件和所述低侧开关元件之间对所述高侧开关元件进行PWM控制的高侧PWM控制方法来进行PWM控制，并且，

在对所述低侧开关元件进行SWEEP控制时，不会对所述高侧开关元件进行同步整流控制。

4.如权利要求1或2所述的电机控制装置，其中，

所述PWM控制器

通过在所述高侧开关元件和所述低侧开关元件之间对所述低侧开关元件进行PWM控制的低侧PWM控制方法来进行PWM控制，并且，

在对所述高侧开关元件进行SWEEP控制时，不会对所述低侧开关元件进行同步整流控制。