CN114374255B - 一种供电电路、供电控制方法及相关设备 - Google Patents

一种供电电路、供电控制方法及相关设备 Download PDF

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Abstract

本申请提供了一种供电电路、供电控制方法及相关设备，该供电电路包括电动机的三相绕组、与三相绕组分别对应的三个桥臂、控制模块以及串联在正母线与负母线之间的两个母线电容。具体实现中，三相绕组中的各相绕组的一端分别耦合交流电源的一端，各相绕组的另一端分别耦合各自对应的桥臂的中点；控制模块的第一端耦合交流电源的另一端，控制模块的第二端耦合两个母线电容的串联连接点，控制模块的第三端耦合正母线和电池的正极端，控制模块的第四端耦合负母线和电池的负极端。其中，各相绕组中的第一子电流的相位相同，各相绕组中的第二子电流的相量和为零。实施本申请，可以减少器件使用的数量，降低成本。

Description

一种供电电路、供电控制方法及相关设备
技术领域
本申请涉及电源技术领域，尤其是一种供电电路、供电控制方法及相关设备。
背景技术
电动机和电池同时存在的情况很多，例如电动汽车中包括有动力电池与空调压缩机中的电动机、无人机中包括有电池与马达等。
其中，在交流电源给电池充电时，为了提高功率的利用效率，交流电源一般需要经过功率因数校正(Power Factor Correction，PFC)模块，而电动机的驱动需要有电机控制模块。示例性的，参见图1，图1为现有技术中交流电源供电的结构框图。如图1所示的，PFC模块11和电机控制模块13相互独立，即交流电源10经过PFC模块11到达电池12的支路与交流电源10经过电机控制模块13到达电动机14的支路是并联的。由此可以看出，现有技术中的供电***除了包括PFC模块之外，还另外包括电机控制模块，导致器件使用数量多，成本高。
发明内容
本申请提供了一种供电电路、供电控制方法及相关设备，可以减少器件使用的数量，降低成本。
第一方面，本申请实施例提供了一种供电电路，该供电电路设于交流电源与电池之间。其中，该供电电路包括电动机的三相绕组、与三相绕组分别对应的三个桥臂、控制模块以及串联在正母线与负母线之间的两个母线电容。具体实现中，三个桥臂并联在正母线与负母线之间；三相绕组中的各相绕组的一端分别耦合交流电源的一端，各相绕组的另一端分别耦合各自对应的桥臂的中点；控制模块的第一端耦合交流电源的另一端，控制模块的第二端耦合两个母线电容的串联连接点，控制模块的第三端耦合正母线和电池的正极端，控制模块的第四端耦合负母线和电池的负极端。控制模块包括至少一个开关管；至少一个开关管根据接收到的第一脉宽调制信号导通或关断，以控制各相绕组的电流；各相绕组的电流分别包括第一子电流和第二子电流，其中，各相绕组中的第一子电流的相位相同，各相绕组中的第二子电流的相量和为零。
区别于现有技术中的电机控制模块和PFC模块相互独立存在，本申请实施例中采用新的电路拓扑结构，通过共用三个桥臂和电动机的三相绕组，利用三相绕组的感性阻抗与三个桥臂实现PFC功能，并且该三个桥臂还可以用来同时驱动电动机。换句话来说，本申请实施例中的供电电路集成有电机控制功能和PFC功能。相对于现有技术中的电机控制和PFC需要使用单独的电路拓扑来进行控制，本申请实施例中只需要一个供电电路即可。实施本申请实施例，可以减少器件使用数量，降低成本；并且还可以减小占用的空间，提高空间利用率。
结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，上述控制模块包括第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管。具体实现中，第一开关管的第一端耦合上述正母线和电池的正极端；第一开关管的第二端、第二开关管的第一端以及第三开关管的第一端耦合上述交流电源的另一端；第四开关管的第一端耦合上述两个母线电容的串联连接点，且第四开关管的第二端与第三开关管的第二端连接；第二开关管的第二端耦合上述负母线和电池的负极端。本申请实施例提供了供电电路中的控制模块的一种可能的具体电路结构。
结合第一方面，在第二种可能的实现方式中，上述控制模块包括第一二极管、第二二极管、第五开关管和第六开关管。具体实现中，第一二极管的阳极、第二二极管的阴极以及第五开关管的第一端耦合上述交流电源的另一端；第六开关管的第一端耦合上述两个母线电容的串联连接点，且第六开关管的第二端与第五开关管的第二端连接；第一二极管的阴极耦合上述正母线和电池的正极端，第二二极管的阳极耦合上述负母线和电池的负极端。本申请实施例提供了供电电路中的控制模块的另一种可能的具体电路结构，成本低。
第二方面，本申请实施例提供了一种供电电路，该供电电路设于电池与负载之间，供电电路包括电动机的三相绕组、与三相绕组分别对应的三个桥臂、控制模块以及串联在正母线与负母线之间的两个母线电容。具体实现中，三个桥臂并联在正母线与负母线之间；三相绕组中的各相绕组的一端分别耦合负载的一端，各相绕组的另一端分别耦合各自对应的桥臂的中点；控制模块的第一端耦合负载的另一端，控制模块的第二端耦合两个母线电容的串联连接点，控制模块的第三端耦合正母线和电池的正极端，控制模块的第四端耦合负母线和电池的负极端；控制模块包括至少一个开关管；至少一个开关管根据接收到的第一脉宽调制信号导通或关断，以控制各相绕组的电流；各相绕组的电流分别包括第一子电流和第二子电流，其中，各相绕组中的第一子电流的相位相同，各相绕组中的第二子电流的相量和为零。
结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，上述控制模块包括第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管。具体实现中，第一开关管的第一端耦合上述正母线和电池的正极端；第一开关管的第二端、第二开关管的第一端以及第三开关管的第一端耦合上述负载的另一端；第四开关管的第一端耦合上述两个母线电容的串联连接点，且第四开关管的第二端与第三开关管的第二端连接；第二开关管的第二端耦合上述负母线和电池的负极端。
第三方面，本申请实施例提供了一种供电控制方法，该供电控制方法适用于设于交流电源与电池之间的供电电路，供电电路包括电动机的三相绕组、与三相绕组分别对应的三个桥臂以及控制模块。该供电控制方法包括：
向控制模块发送第一脉宽调制信号，并向三个桥臂发送第二脉宽调制信号；其中，第一脉宽调制信号可以控制控制模块中的至少一个开关管的通断，第二脉宽调制信号可以控制三个桥臂中各个桥臂的开关管的通断，从而可以控制三相绕组中的各相绕组的电流。其中，各相绕组的电流分别包括第一子电流和第二子电流；各相绕组中的第一子电流的相位相同，各相绕组中的第二子电流的相量和为零。
结合第三方面，在第一种可能的实现方式中，上述第一脉宽调制信号为根据各个桥臂的第一参考占空比确定。
结合第三方面第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，各个桥臂的第一参考占空比均在第一预设范围内的情况下，上述第一脉宽调制信号的占空比为0；
在任一桥臂的第一参考占空比不在第一预设范围内的情况下，第一脉宽调制信号的占空比为1。
结合第三方面，在第三种可能的实现方式中，上述第一脉宽调制信号为根据上述交流电源的输出电压确定。
结合第三方面或结合第三方面上述任意一种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，上述第二脉宽调制信号为根据各相绕组的目标电压与母线电压之间的比值、三个桥臂中各个桥臂的第一参考占空比以及第一脉宽调制信号的占空比确定。
结合第三方面第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，在交流电源的输出电压不小于第一预设电压阈值的情况下，各个桥臂中的任一桥臂的实际占空比为第一算子与第二算子之和；在交流电源的输出电压小于所述第一预设电压阈值的情况下，各个桥臂中的任一桥臂的实际占空比为第一算子与第二算子之差；其中，第一算子为任一桥臂的第一参考占空比和任一桥臂对应的绕组的目标电压与母线电压之间的比值的和；第二算子为第一脉宽调制信号的占空比乘以预设因子之积；
根据各个桥臂的实际占空比确定第二脉宽调制信号。
结合第三方面第五种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，上述第二脉宽调制信号中包括分别与各个桥臂对应的桥臂脉宽调制信号，该桥臂脉宽调制信号可以控制对应的桥臂中的开关管的通断；其中，任一桥臂脉宽调制信号为根据对应的桥臂的实际占空比确定。
第四方面，本申请实施例提供了一种供电控制方法，该供电控制方法适用于设于电池与负载之间的供电电路，供电电路包括电动机的三相绕组、与三相绕组分别对应的三个桥臂以及控制模块。该供电控制方法包括：
向控制模块发送第一脉宽调制信号，并向三个桥臂发送第二脉宽调制信号；其中，第一脉宽调制信号可以控制控制模块中的至少一个开关管的通断，第二脉宽调制信号可以控制三个桥臂中各个桥臂的开关管的通断，从而可以控制三相绕组中的各相绕组的电流。其中，各相绕组的电流分别包括第一子电流和第二子电流；各相绕组中的第一子电流的相位相同，各相绕组中的第二子电流的相量和为零。
结合第四方面，在第一种可能的实现方式中，上述供电电路还包括串联在正母线与负母线之间的两个母线电容；上述控制模块包括第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管。
其中，第一开关管的第一端耦合上述正母线和电池的正极端；第一开关管的第二端、第二开关管的第一端以及第三开关管的第一端耦合上述负载的另一端；第四开关管的第一端耦合上述两个母线电容的串联连接点，且第四开关管的第二端与第三开关管的第二端连接；第二开关管的第二端耦合上述负母线和电池的负极端；
上述第一脉宽调制信号包括多个子脉宽调制信号，且多个子脉宽调制信号包括与第一开关管对应的第一子脉宽调制信号、与第二开关管对应的第二子脉宽调制信号，以及与第三开关管和第四开关管对应的第三子脉宽调制信号。
结合第四方面第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，上述第一脉宽调制信号中的各个子脉宽调制信号为根据各个桥臂的第二参考占空比以及供电电路向负载提供的电压确定。
结合第四方面第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，在各个桥臂的第二参考占空比均在第二预设范围内的情况下，第三子脉宽调制信号的占空比为0；在任一桥臂的第二参考占空比不在第二预设范围内的情况下，第三子脉宽调制信号的占空比为1；
在供电电路向负载提供的电压不小于第一预设电压阈值的情况下，第一子脉宽调制信号的占空比为0，第二子脉宽调制信号的占空比为根据第三子脉宽调制信号的占空比确定；
在供电电路向负载提供的电压小于所述第一预设电压阈值的情况下，第二子脉宽调制信号的占空比为0，第一子脉宽调制信号的占空比为根据第三子脉宽调制信号的占空比确定。
结合第四方面第一种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，上述第一脉宽调制信号中的各个子脉宽调制信号为根据供电电路向负载提供的电压确定。
结合第四方面第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，在供电电路向负载提供的电压的绝对值大于第二预设电压阈值的情况下，第三子脉宽调制信号的占空比为0；在供电电路向负载提供的电压的绝对值小于所述第二预设电压阈值的情况下，第三子脉宽调制信号的占空比为1；
在供电电路向负载提供的电压不小于第一预设电压阈值的情况下，第一子脉宽调制信号的占空比为0，第二子脉宽调制信号的占空比为根据第三子脉宽调制信号的占空比确定；在供电电路向负载提供的电压小于所述第一预设电压阈值的情况下，第二子脉宽调制信号的占空比为0，第一子脉宽调制信号的占空比为根据第三子脉宽调制信号的占空比确定。
结合第四方面或结合第四方面上述任意一种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，上述第二脉宽调制信号为根据各相绕组的目标电压与母线电压之间的比值、三个桥臂中各个桥臂的第二参考占空比以及第一脉宽调制信号的占空比确定。
结合第四方面第六种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，在交流电源的输出电压不小于第一预设电压阈值的情况下，各个桥臂中的任一桥臂的实际占空比为第一算子与第二算子之和；在交流电源的输出电压小于所述第一预设电压阈值的情况下，各个桥臂中的任一桥臂的实际占空比为第一算子与第二算子之差；其中，第一算子为任一桥臂的第二参考占空比和任一桥臂对应的绕组的目标电压与母线电压之间的比值的和；第二算子为第一脉宽调制信号的占空比与预设因子之积；
根据各个桥臂的实际占空比确定第二脉宽调制信号。
结合第四方面第七种可能的实现方式，在第八种可能的实现方式中，上述第二脉宽调制信号中包括分别与各个桥臂对应的桥臂脉宽调制信号，该桥臂脉宽调制信号可以控制对应的桥臂中的开关管的通断；其中，任一桥臂脉宽调制信号为根据对应的桥臂的实际占空比确定。
第五方面，本申请实施例提供了一种供电设备，该供电设备包括电磁兼容模块，以及结合第一方面或结合第一方面任意一种可能的实现方式中的供电电路，该电磁兼容模块可以对供电电路的母线上的电压进行滤波。
第六方面，本申请实施例提供了一种供电设备，该供电设备包括电磁兼容模块，以及结合第二方面或结合第二方面任意一种可能的实现方式中的供电电路，该电磁兼容模块可以对供电电路的母线上的电压进行滤波。
应理解的是，本申请上述多个方面的实现和有益效果可以互相参考。
附图说明
图1为现有技术中的交流电源供电的结构框图；
图2为本申请实施例提供的供电设备的一结构框图；
图3为本申请实施例提供的供电设备的又一结构框图；
图4为本申请实施例提供的供电电路的一电路原理图；
图5为本申请实施例提供的控制模块的一电路原理图；
图6为本申请实施例提供的控制模块的又一电路原理图；
图7为本申请实施例提供的第一脉宽调制信号的一波形示意图；
图8为本申请实施例提供的第一脉宽调制信号的又一波形示意图；
图9A为本申请实施例提供的第一桥臂的实际占空比的一波形示意图；
图9B为本申请实施例提供的第一桥臂脉宽调制信号的一波形示意图；
图10A为本申请实施例提供的第一子电流的一波形示意图；
图10B为本申请实施例提供的第二子电流的一波形示意图；
图11A至图11C为本申请实施例提供的各相绕组的电流的波形示意图；
图12为本申请实施例提供的供电电路的又一电路原理图；
图13为本申请实施例提供的控制模块的又一电路原理图；
图14为本申请实施例提供的第一脉宽调制信号的占空比的一波形示意图；
图15为本申请实施例提供的第一脉宽调制信号的一波形示意图；
图16为本申请实施例提供的第一脉宽调制信号的占空比的又一波形示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
下面结合附图来对本申请的技术方案的实施作进一步的详细描述。
在一些可行的实施方式中，参见图2，图2为本申请实施例提供的供电设备的一结构框图。如图2所示，供电设备21设于交流电源与电池之间。该供电设备21可以包括电磁兼容模块211以及供电电路212。其中，交流电源的输出端耦合电磁兼容模块211的一端，电磁兼容模块211的另一端耦合供电电路212的一端，供电电路212的另一端耦合电池。
需要指出的是，本申请中所描述的“耦合”指的是直接或间接连接。例如，A与B耦合，既可以是A与B直接连接，也可以是A与B之间通过一个或多个其它电学元器件间接连接，例如可以是A与C直接连接，C与B直接连接，从而使得A与B之间通过C实现了连接。
供电电路212中包括有电动机的三相绕组。在具体实现中，供电电路212可以利用该电动机的三相绕组的感性阻抗，对交流电源的输出进行PFC，并对电池进行充电；或者，在供电设备21没有接入交流电源时，供电电路212可以将电池的输出电压进行逆变，并将逆变后的电压提供给电动机的三相绕组，从而驱动电动机；又或者，在供电设备21接入交流电源时，供电电路212既可以向电池充电，又可以驱动电动机，即供电电路212可以在对电池进行充电的同时，驱动电动机。
其中，电磁兼容模块211串联在交流电源与供电电路212之间，可以对供电电路212的母线上的电压进行滤波。示例性的，电磁兼容模块211可以包括电感、电容等无源器件，或者包括滤波器等有源器件。
在一些可行的实施方式中，本申请实施例可以适用于电动汽车，即电磁兼容模块211和供电电路212位于电动汽车中，则供电电路212耦合的电池可以是电动汽车的动力电池，交流电源可以具体实现为交流电网中的单相电。
在一些可行的实施方式中，该供电设备21还可以包括DC/DC变换器(图中未示出)，该DC/DC变换器设于供电电路212与电池之间，即供电电路212的另一端通过DC/DC变换器耦合电池。具体实现中，该DC/DC变换器可以例如是BUCK变换器、BOOST变换器、BUCK-BOOST变换器等。可选的，供电电路212和DC/DC变换器可以具体以电路印制板PCB的形式内置在电动汽车中。
可选的，在一些可行的实施方式中，参见图3，图3为本申请实施例提供的供电设备的又一结构框图。如图3所示，供电设备31设于负载与电池之间，该供电设备31也可以包括电磁兼容模块311以及供电电路312。其中，负载耦合电磁兼容模块311的一端，电磁兼容模块311的另一端耦合供电电路312的一端，供电电路312的另一端耦合电池。
可以看出，图3中示出的供电设备31与图2中示出的供电设备21的区别在于电能的来源不同。图2中示出的供电设备21可以从交流电源取电，而图3中示出的供电设备31是从电池取电，以致于供电电路312实现的功能与供电电路212实现的功能有所不同。
例如，在具体实现中，供电电路312可以将电池的输出电压进行逆变，并将逆变后的电压只是提供给供电电路312中的电动机的三相绕组，驱动电动机；或者，在供电设备31接入负载时，供电电路312可以将电池的输出电压逆变后的电压只是提供给负载；又或者，在供电设备31接入负载时，供电电路312既可以向负载提供交流电，又可以驱动电动机，即供电电路312可以在对负载供电的同时，驱动电动机。
其中，电磁兼容模块311串联在负载与供电电路312之间，可以对供电电路312的母线上的电压进行滤波。示例性的，电磁兼容模块311可以包括电感、电容等无源器件，或者包括滤波器等有源器件。
在一些可行的实施方式中，本申请实施例可以适用于电动汽车，即电磁兼容模块311和供电电路312位于电动汽车中，则供电电路312耦合的电池可以是电动汽车的动力电池，负载可以是电动汽车的外部设备，例如手机终端、电脑等设备。
同理的，在一些可行的实施方式中，该供电设备31还可以包括DC/DC变换器(图中未示出)，该DC/DC变换器设于供电电路312与电池之间，即供电电路312的另一端通过DC/DC变换器耦合电池。具体实现中，该DC/DC变换器可以例如是BUCK变换器、BOOST变换器、BUCK-BOOST变换器等。可选的，供电电路312和DC/DC变换器可以具体以电路印制板PCB的形式内置在电动汽车中。
下面结合附图对本申请实施例提供的供电电路的具体结构进行说明。
首先参见图4，图4为本申请实施例提供的供电电路的一电路原理图。如图4所示，供电电路212设于交流电源Grid与电池BAT之间。供电电路212包括电动机2121的三相绕组(例如绕组L1、绕组L2和绕组L3)、与该三相绕组分别对应的三个桥臂(例如绕组L1对应的第一桥臂2122a、绕组L2对应的第二桥臂2122b和绕组L3对应的第三桥臂2122c)、控制模块2123以及串联在正母线BUS+与负母线BUS-之间的两个母线电容2124(例如第一母线电容CBUS1和第二母线电容CBUS2)。其中，第一桥臂2122a、第二桥臂2122b和第三桥臂2122c并联在正母线BUS+与负母线BUS-之间。
具体实现中，三相绕组中的各相绕组的一端分别耦合交流电源Grid的一端(即N点)，各相绕组的另一端分别耦合各自对应的桥臂的中点。
需要说明的是，桥臂是由两个开关管串联而成的。例如，第一桥臂2122a由开关管Q1与开关管Q2串联而成，则第一桥臂2122a的中点为开关管Q1与开关管Q2的串联连接点(即A点)；同理的，第二桥臂2122b由开关管Q3与开关管Q4串联而成，则第二桥臂2122b的中点为开关管Q3与开关管Q4的串联连接点(即B点)；第三桥臂2122c由开关管Q5与开关管Q6串联而成，则第三桥臂2122c的中点为开关管Q5与开关管Q6的串联连接点(即C点)。
换句话来说，绕组L1、绕组L2和绕组L3的一端均耦合至N点，并且绕组L1的另一端耦合至A点，绕组L2的另一端耦合至B点，绕组L3的另一端耦合至C点。
控制模块2123的第一端①耦合至交流电源Grid的另一端(即L点)，控制模块2123的第二端②耦合第一母线电容CBUS1与第二母线电容CBUS2的串联连接点，控制模块2123的第三端③耦合正母线BUS+和电池BAT的正极端，控制模块2123的第四端④耦合负母线BUS-和电池BAT的负极端。
示例性的，供电电路212与电池BAT之间还可以设置有DC/DC转换器。
区别于现有技术中的电机控制模块和PFC模块相互独立存在，本申请实施例中采用新的电路拓扑结构，通过共用三个桥臂和电动机的三相绕组，利用三相绕组的感性阻抗与三个桥臂实现PFC功能，并且该三个桥臂还可以用来同时驱动电动机。换句话来说，本申请实施例中的供电电路集成有电机控制功能和PFC功能。相对于现有技术中的电机控制和PFC需要使用单独的电路拓扑来进行控制，本申请实施例中只需要一个供电电路即可。实施本申请实施例，可以减少器件使用数量，降低成本；并且还可以减小占用的空间，提高空间利用率。
在一些可行的实施方式中，参见图5，图5为本申请实施例提供的控制模块的一电路原理图。如图5所示，控制模块2123a可以包括第一开关管Q51、第二开关管Q52、第三开关管Q53和第四开关管Q54。
其中，第一开关管Q51的第一端(即集电极)为控制模块2123a的第三端③。换句话来说，第一开关管Q51的集电极耦合正母线BUS+和电池BAT的正极端。
第一开关管Q51的第二端(即发射极)、第二开关管Q52的第一端(即集电极)以及第三开关管Q53的第一端(即漏极)为控制模块2123a的第一端①。换句话来说，第一开关管Q51的发射极、第二开关管Q52的集电极以及第三开关管Q53的漏极耦合至L点。
第四开关管Q54的第一端(即漏极)为控制模块2123a的第二端②。换句话来说，第四开关管Q54的漏极耦合第一母线电容CBUS1与第二母线电容CBUS2的串联连接点。并且，第四开关管Q54的第二端(即源极)与第三开关管Q53的第二端(即源极)连接。
第二开关管Q52的第二端(发射极)为控制模块2123a的第四端④。换句话来说，第二开关管Q52的发射极耦合负母线BUS-和电池BAT的负极端。
可选的，在一些可行的实施方式中，参见图6，图6为本申请实施例提供的控制模块的又一电路原理图。如图6所示，控制模块2123b包括第一二极管D61、第二二极管D62、第五开关管Q61和第六开关管Q62。
其中，第一二极管D61的阴极为控制模块2123a的第三端③。换句话来说，第一二极管D61的阴极耦合正母线BUS+和电池BAT的正极端。
第一二极管D61的阳极、第二二极管D62的阴极以及第五开关管Q61的第一端(即漏极)为控制模块2123a的第一端①。换句话来说，第一二极管D61的阳极、第二二极管D62的阴极以及第五开关管Q61的漏极耦合至L点。
第六开关管Q62的第一端(即漏极)为控制模块2123a的第二端②。换句话来说，第六开关管Q62的漏极耦合第一母线电容CBUS1与第二母线电容CBUS2的串联连接点。并且，第五开关管Q61的第二端(即源极)与第六开关管Q62的第二端(即源极)连接。
第二二极管D62的阳极为控制模块2123a的第四端④。换句话来说，第二二极管D62的阳极耦合负母线BUS-和电池BAT的负极端。
相对于图5示出的控制模块2123a，本申请实施例提供的控制模块2123b，使用第一二极管和第二二极管替换第一开关管和第二开关管，可以进一步降低成本。
可以理解的是，图4至图6中示出的开关管只是示例，开关管既可以是三极管，也可以是金属氧化物半导体场效应管(Metal-Oxide-Semiconductor Field—EffectTransistor，MOSFET)，两者可以相互替换，比如上述的图5中示出的第一开关管Q51可以替换为MOSFET管，第三开关管Q53可以替换为三极管。
下面对如何控制图4中示出的供电电路212进行示例性说明。
本申请实施例提供的供电控制方法包括：控制器向供电电路212中的控制模块2123发送第一脉宽调制信号，并向上述三个桥臂(第一桥臂2122a、第二桥臂2122b和第三桥臂2122c)发送第二脉宽调制信号。
其中，该控制器例如可以是中央处理单元(central processing unit，CPU)、其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，DSP)、专用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(field-programmable gate array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。
在一些可行的实施方式中，控制器可以根据各个桥臂的第一参考占空比确定第一脉宽调制信号。
具体实现中，控制器可以先确定第一脉宽调制信号的占空比，然后再根据第一脉宽调制信号的占空比来生成第一脉宽调制信号。换句话来说，控制器可以根据各个桥臂的第一参考占空比具体确定第一脉宽调制信号的占空比。
其中，各个桥臂的第一参考占空比可以是控制器根据每相绕组上的电流、交流电源Grid的输出电压以及母线电压(即正母线BUS+与负母线BUS-之前的电压差)确定。可以理解的是，各个桥臂的第一参考占空比的确定可以参考现有技术中的PFC控制算法，此处不作赘述。可选的，在一些现有的PFC控制算法中，还可以进一步考虑交流电源的输出电压来确定各个桥臂的第一参考占空比。本申请不对如何确定桥臂的第一参考占空比进行限制。
在各个桥臂的第一参考占空比均在第一预设范围内的情况下，第一脉宽调制信号的占空比为0，而在任一桥臂的第一参考占空比不在第一预设范围内的情况下，第一脉宽调制信号的占空比为1。
以电动机的三相绕组的感性阻抗互相对称为例，则各个桥臂的第一参考占空比相等。因此，用公式可以表示为：
其中，D1为第一脉宽调制信号的占空比，DPFC是各个桥臂的第一参考占空比，k1为预设值。k1值的大小与电动机的状态有关，可以根据电动机的状态来进行经验取值。
参见图7，图7为本申请实施例提供的第一脉宽调制信号的一波形示意图。如图7所示，在0至t71时间段内，DPFC＜k1，则D1＝1；在t71至t72时间段内，k1≤DPFC≤1-k1，则D1＝0；在t72至t73时间段内，DPFC＜k1，则D1＝1；在t73至t74时间段内，DPFC＞1-k1，则D1＝1；在t74至t75时间段内，k1≤DPFC≤1-k1，则D1＝0；在t75至t76时间段内，DPFC＞1-k1，则D1＝1。其中，0至t76为一个周期，图7是以一个周期为例来说明第一脉宽调制信号的占空比D1是如何确定的。
控制器可以在确定第一脉宽调制信号的占空比D1之后，生成第一脉宽调制信号PWM1。该第一脉宽调制信号PWM1可以控制控制模块2123中的开关管的通断。
可选的，当控制模块2123具体实现为图5中示出的控制模块2123a时，第一开关管Q51和第二开关管Q52关断，第一脉宽调制信号PWM1同时控制第三开关管Q53和第四开关管Q54。换句话来说，在0至t71时间段内、t72至t74时间段内以及t75至t76时间段内，第三开关管Q53和第四开关管Q54同时导通，此时，交流电源的一端传输至正母线BUS+上的电流可以经过第一母线电容CBUS1、第三开关管Q53以及第四开关管Q54回到交流电源的另一端，从而形成闭合回路。在t71至t72时间段内以及t74至t75时间段内，第三开关管Q53和第四开关管Q54同时关断，此时，交流电源的一端传输至正母线BUS+上的电流可以经过第一开关管Q51的寄生二极管或者第二开关管Q52的寄生二极管回到交流电源的另一端，从而形成闭合回路。
同理的，当控制模块2123具体实现为图6中示出的控制模块2123b时，第一脉宽调制信号PWM1同时控制第五开关管Q61和第六开关管Q62。具体实现方式与第一脉宽调制信号PWM1控制图5中示出的第三开关管Q53和第四开关管Q54相同，形成的闭合回路也相同，即图7中生成的第一脉宽调制信号PWM1可以适用于图5和图6中示出的具有不同电路结构的控制模块。
可选的，在一些可行的实施方式中，控制器可以根据交流电源的输出电压确定第一脉宽调制信号。
示例性，在交流电源的输出电压的绝对值大于第三预设电压阈值的情况下，第一脉宽调制信号的占空比为0；而在交流电源的输出电压的绝对值小于第三预设电压阈值的情况下，第一脉宽调制信号的占空比为1。此时，可以用公式表示为：
其中，D1为第一脉宽调制信号的占空比，Vg为交流电网的输出电压，Vg_T为第三预设阈值，Vg_T的大小与交流电网的状态有关。
参见图8，图8为本申请实施例提供的第一脉宽调制信号的又一波形示意图。如图8所示，在0至t81时间段内，-Vg_T＜Vg＜Vg_T，则D1＝1；在t81至t82时间段内，Vg＞Vg_T，则D1＝0；在t82至t83时间段内，-Vg_T＜Vg＜Vg_T，则D1＝1；在t83至t84时间段内，Vg＜-Vg_T，则D1＝0；在t84至t85时间段内，-Vg_T＜Vg＜Vg_T，则D1＝1。其中，0至t85为一个周期，图8是以一个周期为例来说明第一脉宽调制信号的占空比D1是如何确定的。
控制器可以在确定第一脉宽调制信号的占空比D1之后，生成第一脉宽调制信号PWM1，具体的控制方法与前文结合图7所描述的控制方式相同，此处不作赘述。
在一些可行的实施方式中，控制器可以根据各相绕组的目标电压与母线电压之间的比值、三个桥臂中各个桥臂的第一参考占空比以及第一脉宽调制信号的占空比，确定第二脉宽调制信号。
其中，各相绕组的目标电压可以是控制器根据每相绕组上的实际电流与目标电流之间的差值确定，而该目标电流可以是参考现有技术中的电机控制算法来确定，此处不作赘述。可选的，在一些现有的电机控制算法中，还可以进一步考虑母线电压(即正母线BUS+与负母线BUS-之前的电压差)确定目标电流。本申请不对如何确定各相绕组的目标电压进行限制。
具体实现中，该第二脉宽调制信号中包括分别与各个桥臂对应的桥臂脉宽调制信号，可以通过确定各个桥臂脉宽调制信号的占空比(即对应桥臂的实际占空比)来确定第二脉宽调制信号。
示例性的，控制器可以将任一桥臂的第一参考占空比加上任一桥臂对应的绕组的目标电压与母线电压之间的比值，得到第一算子；并将第一脉宽调制信号的占空比乘以预设因子得到第二算子。在交流电源的输出电压不小于第一预设电压阈值的情况下，控制器将第一算子加上第二算子可以得到各个桥臂中的任一桥臂的实际占空比；而在交流电源的输出电压小于第一预设电压阈值的情况下，控制器将第一算子减去第二算子得到各个桥臂中的任一桥臂的实际占空比。由此，控制器可以确定各个桥臂的实际占空比，并根据各个桥臂的实际占空比确定第二脉宽调制信号。
其中，上述第一预设电压阈值例如可以是0，或者可以是0附近的取值。该第一预设电压阈值的具体取值可以是根据控制器的采样精度、各个桥臂的工作状态以及实践经验中的至少一个确定。
以各个桥臂的第一参考占空比相等为例，当交流电源的输出电压不小于第一预设电压阈值时，各个桥臂的脉宽调制信号的占空比可以用公式表示为：
其中，Da为第一桥臂2122a的实际占空比，Db为第二桥臂2122b的实际占空比，Dc为第三桥臂2122c的实际占空比；Va为绕组L1的目标电压，Vb为绕组L2的目标电压，Vc为绕组L3的目标电压；Vbus为母线电压，DPFC为桥臂的第一参考占空比，D1为第一脉宽调制信号的占空比。
可以理解的是，公式3以预设因子是0.5为例，该预设因子的取值还可以是0.49或0.51等，并不限制为0.5，预设因子的取值可以根据实际情况进行调节。
当交流电源的输出电压小于第一预设电压阈值时，各个桥臂的脉宽调制信号的占空比可以用公式表示为：
需要说明的是，每个桥臂包括串联的两个开关管，分为上管和下管，例如图4中示出的开关管Q1为第一桥臂2122a的上管，开关管Q3为第二桥臂2122b的上管，开关管Q5为第三桥臂2122c的上管。公式3和公式4中求得的Da、Db和Dc均为桥臂上管的实际占空比。可以理解的是，桥臂的下管与桥臂的上管的控制信号是互补的，可以根据上管的实际占空比生成控制上管的桥臂脉宽调制信号，从而确定下管的桥臂脉宽调制信号。
以第一预设电压阈值是零为例，参见图9A，图9A为本申请实施例提供的第一桥臂的实际占空比一波形示意图。如图9A所示，在0至t91时间段内，交流电源的输出电压Vg不小于0，则第一桥臂的实际占空比Da的波形可以理解为绕组L1的目标电压Va与母线电压Vbus之间的比值(即Va/Vbus)的波形与桥臂的第一参考占空比DPFC的波形以及0.5倍的第一脉宽调制信号的占空比D1波形的叠加；在t91至t92时间段，交流电源的输出电压Vg小于0，则第一桥臂的实际占空比Da的波形可以理解为绕组L1的目标电压Va与母线电压Vbus之间的比值(即Va/Vbus)的波形与桥臂的第一参考占空比DPFC的波形叠加后，减去0.5倍的第一脉宽调制信号的占空比D1的波形。
控制器根据第一桥臂的实际占空比，生成第一桥臂脉宽调制信号。参见图9B，图9B为本申请实施例提供的第一桥臂脉宽调制信号的一波形示意图。如图9B所示，控制器将第一桥臂的实际占空比与锯齿波进行幅值比较，得到第一桥臂脉宽调制信号PWM_Q1。控制器可以将该第一桥臂脉宽调制信号PWM_Q1向图4中示出的第一桥臂2122a的开关管Q1的基极发送，其中，第一桥臂脉宽调制信号PWM_Q1幅值为1时，开关管Q1导通；第一桥臂脉宽调制信号PWM_Q1幅值为0时，开关管Q1关断。
可以理解的是，图9A和图9B只是对如何生成第一桥臂对应的第一桥臂脉宽调制信号进行示例性说明，第二桥臂对应的第二桥臂脉宽调制信号和第三桥臂对应的第三桥臂脉宽调制信号可以参考对应的第一桥臂脉宽调制信号的生成过程，例如将第一桥臂脉宽调制信号生成过程中的绕组L1的目标电压Va替换为绕组L2的目标电压Vb可以确定第二桥臂脉宽调制信号；将第一桥臂脉宽调制信号生成过程中的绕组L1的目标电压Va替换为绕组L3的目标电压Vc可以确定第三桥臂脉宽调制信号。此处不作赘述。
本申请实施例通过对供电电路中的三个桥臂和控制模块进行控制，从而控制各相绕组上的电流。
参见图10A，图10A为本申请实施例提供的第一子电流的一波形示意图。如图10A所示，各相绕组的电流均包括第一子电流i，该第一子电流i的相位相同。由于交流电源的输出分别经过三相绕组向各相绕组对应的桥臂传输，以三相绕组的感性阻抗互相对称为例，每相绕组的第一子电流i的幅值也相等，并且三相绕组的第一子电流i加起来为交流电源的输出总电流。可以将该第一子电流i理解为各相绕组之间的共模电流，该共模电流无法使得三相绕组之间具有转动扭矩，所以该共模电流没有驱动电动机，但是可以用于向电池供电。控制器可以控制控制模块2123中的所有开关管关断，使得各相绕组上的电流为第一子电流i。
参见图10B，图10B为本申请实施例提供的第二子电流的一波形示意图。如图10B所示，各相绕组的电流还包括第二子电流，例如绕组L1的电流包括第二子电流Ia1，绕组L2的电流包括第二子电流Ib1，绕组L3的电流包括第二子电流Ic1。可以由图10B看出，各相绕组的第二子电流Iai、Ib1和Ic1的相位差为120°，相量和为零。可以将第二子电流理解为各相绕组之间的差模电流，该差模电流可以使得三相绕组之间具有转动扭矩，驱动电动机，但是该差模电流无法向电池供电。控制器可以控制控制模块2123中的所有开关管关断，使得绕组L1的电流为第二子电流Ia1，绕组L2的电流为第二子电流Ib1，绕组L3的电流为第二子电流Ic1。
然而，实施本申请实施例，按照第一脉宽调制信号来控制控制模块，按照第二脉宽调制信号来控制三个桥臂，使得供电电路既可以驱动电动机，也可以向电池充电。此时，绕组L1的电流是第一子电流i与第二子电流Ia1之和，即Ia＝i+Ia1，具体的电流波形可以参见图11A。同理的，绕组L2的电流是第一子电流i与第二子电流Ib1之和，即Ib＝i+Ib1，具体的电流波形可以参见图11B；绕组L3的电流是第一子电流i与第二子电流Ic1之和，即Ic＝i+Ic1，具体的电流波形可以参见图11C。
在一些可行的实施方式中，参见图12，图12为本申请实施例提供的供电电路的又一电路原理图。如图12所示，供电电路312设于负载Load与电池BAT1之间。供电电路312包括电动机3121的三相绕组(例如绕组L4、绕组L5和绕组L6)与该三相绕组分别对应的三个桥臂(例如绕组L4对应的第一桥臂3122a、绕组L5对应的第二桥臂3122b和绕组L6对应的第三桥臂3122c)、控制模块3123以及串联在正母线BUS1+与负母线BUS1-之间的两个母线电容3124(例如第一母线电容CBUS3和第二母线电容CBUS4)。其中，第一桥臂3122a、第二桥臂3122b和第三桥臂3122c并联在正母线BUSl+与负母线BUSl-之间。
可以理解的是，本申请实施例提供的供电电路312与前文结合图4所描述的供电电路212的电路结构相同，不同的是，供电电路212设于交流电源Grid与电池BAT1之间，而供电电路312设于负载Load与电池BAT1之间。
具体实现中，三相绕组中的各相绕组的一端分别耦合负载Load的一端，各相绕组的另一端分别耦合各自对应的桥臂的中点。
第一桥臂3122a由开关管Q7与开关管Q8串联而成，则第一桥臂3122a的中点为开关管Q7与开关管Q8的串联连接点(即A1点)；同理的，第二桥臂3122b由开关管Q9与开关管Q10串联而成，则第二桥臂3122b的中点为开关管Q9与开关管Q1o的串联连接点(即B1点)；第三桥臂3122c由开关管Q11与开关管Q12串联而成，则第三桥臂3122c的中点为开关管Q11与开关管Q12的串联连接点(即C1点)。
换句话来说，绕组L4、绕组L5和绕组L6的一端均耦合至负载Load的一端，并且绕组L4的另一端耦合至A1点，绕组L5的另一端耦合至B1点，绕组L6的另一端耦合至Cl点。
控制模块3123的第一端①耦合负载Load的另一端，控制模块3123的第二端②耦合第一母线电容CBUS3与第二母线电容CBUS4的串联连接点，控制模块3123的第三端③耦合正母线BUS1+和电池BAT1的正极端，控制模块3123的第四端④耦合负母线BUS1-和电池BAT1的负极端。
示例性的，供电电路312与电池BAT1之间还可以设置有DC/DC转换器。
在一些可行的实施方式中，参见图13，图13为本申请实施例提供的控制模块的又一电路原理图。如图13所示，控制模块3123可以包括第一开关管Q131、第二开关管Q132、第三开关管Q133和第四开关管Q134。
其中，第一开关管Q131的第一端(即集电极)为控制模块3123a的第三端③。换句话来说，第一开关管Q131的集电极耦合正母线BUSl+和电池BAT1的正极端。
第一开关管Q131的第二端(即发射极)、第二开关管Q132的第一端(即集电极)以及第三开关管Q133的第一端(即漏极)为控制模块3123的第一端①。换句话来说，第一开关管Q131的发射极、第二开关管Q132的集电极以及第三开关管Q133的漏极耦合负载Load的另一端。
第四开关管Q134的第一端(即漏极)为控制模块3123的第二端②。换句话来说，第四开关管Q134的漏极耦合第一母线电容CBUS3与第二母线电容CBUS4的串联连接点。并且，第四开关管Q134的第二端(即源极)与第三开关管Q133的第二端(即源极)连接。
第二开关管Q132的第二端(发射极)为控制模块3123的第四端④。换句话来说，第二开关管Q132的发射极耦合负母线BUSl-和电池BAT1的负极端。
下面对如何控制图12中示出的供电电路312进行示例性说明。
本申请实施例提供的供电控制方法包括：控制器向供电电路312中的控制模块3123发送第一脉宽调制信号，并向上述三个桥臂(第一桥臂3122a、第二桥臂3122b和第三桥臂3122c)发送第二脉宽调制信号。
其中，第一脉宽调制信号包括多个子脉宽调制信号，且该多个子脉宽调制信号包括与第一开关管Q131对应的第一子脉宽调制信号PWM_Q131、与第二开关管Q132对应的第二子脉宽调制信号PWM_Q132，以及与第三开关管Q133和第四开关管Q134对应的第三子脉宽调制信号PWM_Q133。
在一些可行的实施方式中，控制器可以根据各个桥臂的第二参考占空比以及供电电路312向负载Load提供的电压，确定第一脉宽调制信号中的各个子脉宽调制信号。
其中，此处的各个桥臂的第二参考占空比可以是控制器根据每相绕组上的电流、供电电路312向负载Load提供的电压以及母线电压(即正母线BUS1+与负母线BUS1-之前的电压差)确定。可以理解的是，各个桥臂的第二参考占空比的确定可以参考现有技术中的逆变控制算法，此处不作赘述。可选的，在一些现有的逆变控制算法中，还可以进一步考虑交流电源的输出电压来确定各个桥臂的第二参考占空比。本申请不对如何确定桥臂的第二参考占空比进行限制。
在各个桥臂的第二参考占空比均在第二预设范围内的情况下，第三子脉宽调制信号的占空比为0，而在任一桥臂的第二参考占空比不在第二预设范围内的情况下，第三子脉宽调制信号的占空比为1。
以电动机的三相绕组的感性阻抗互相对称为例，则各个桥臂的第二参考占空比相等。因此，用公式可以表示为：
其中，D_3为第三子脉宽调制信号的占空比，DINV是各个桥臂的第二参考占空比，k2为预设值。k2值的大小与电动机的状态有关，可以根据电动机的状态来进行经验取值。
在供电电路312向负载Load提供的电压不小于第一预设电压阈值，第一子脉宽调制信号的占空比为0，第二子脉宽调制信号的占空比为根据第三子脉宽调制信号的占空比确定。示例性的，第二子脉宽调制信号的占空比可以是1减去第三子脉宽调制信号的占空比得到。以第一预设电压阈值是0为例，用公式可以表示为：
其中，D_1第一子脉宽调制信号的占空比，D_2为第二子脉宽调制信号的占空比，VL为供电电路向负载提供的电压。
在供电电路312向负载Load提供的电压小于第一预设电压阈值，第二子脉宽调制信号的占空比为0，第一子脉宽调制信号的占空比为根据第三子脉宽调制信号的占空比确定。示例性的，第一子脉宽调制信号的占空比可以是1减去第三子脉宽调制信号的占空比得到。用公式可以表示为：
参见图14，图14为本申请实施例提供的第一脉宽调制信号的占空比的一波形示意图。如图14所示，在0至t141时间段内，DINV＜k2，则D_3＝1，此时VL≥0，则有D_1＝0，D_2＝0；在t141至t142时间段内，k2≤DINV≤1-k2，则D_3＝0，此时VL≥0，则有D_1＝0，D_2＝1；在t142至t143时间段内，DINV＜k2，则D_3＝1，此时VL≥0，则有D_1＝0，D_2＝0；在t143至t144时间段内，DINV＞1-k2，则D_3＝1，此时VL＜0，则有D_1＝0，D_2＝0；在t144至t145时间段内，k2≤DINV≤1-k2，则D_3＝0，此时VL＜0，则有D_1＝1，D_2＝0；在t145至t146时间段内，DINV＞1-k2，则D_3＝1，此时VL＜0，则有D_1＝0，D_2＝0。其中，0至t146为一个周期，图14是以一个周期为例来说明第二脉宽调制信号中的各个子脉宽调制信号的占空比是如何确定的。
控制器可以在确定第一子脉宽调制信号的占空比D_1之后，可以生成如图15中示出的第一子脉宽调制信号PWM_Q131，该第一子脉宽调制信号PWM_Q131可以控制控制模块3123中的第一开关管Q131的通断。同理的，控制器可以在确定第二子脉宽调制信号的占空比D_2之后，可以生成如图15中示出的第二子脉宽调制信号PWM_Q132，该第二子脉宽调制信号PWM_Q132可以控制控制模块3123中的第二开关管Q132的通断。控制器可以在确定第三子脉宽调制信号的占空比D_3之后，可以生成如图15中示出的第三子脉宽调制信号PWM_Q133。该第三子脉宽调制信号PWM_Q133可以控制控制模块3123中的第三开关管Q133和第四开关管Q134的通断。
具体实现中，在0至t141时间段内、t142至t144时间段内以及t145至t146时间段内，第三开关管Q133和第四开关管Q134同时导通，此时，负载Load的另一端可以经过第三开关管Q133、第四开关管Q134以及第二母线电容CBUS4到达电池BAT1的负极端，从而形成闭合回路。在t141至t142时间段内，第三开关管Q133和第四开关管Q134同时关断，第二开关管Q132导通，此时，负载Load的另一端可以经过第二开关管Q132到达电池BAT1的负极端，从而形成闭合回路。在t145至t146时间段内，第三开关管Q133和第四开关管Q134同时关断，第一开关管Q131导通，此时，负载Load的另一端可以经过第一开关管Q131到达电池BAT1的正极端，从而形成闭合回路。
可选的，在一些可行的实施方式中，控制器可以根据供电电路向负载提供的电压的绝对值与第二预设电压阈值之间的关系确定第三子脉宽调制信号。
在供电电路向负载提供的电压的绝对值大于第二预设电压阈值的情况下，第三子脉宽调制信号的占空比为0；在供电电路向负载提供的电压的绝对值小于第二预设电压阈值的情况下，第三子脉宽调制信号的占空比为1。此时，可以用公式表示为：
其中，D_3为第三子脉宽调制信号的占空比，VL为供电电路向负载提供的电压，VL_T为第二预设电压阈值，VL_T的大小与负载的状态有关。
参见图16，图16为本申请实施例提供的第一脉宽调制信号的又一波形示意图。如图16所示，在0至t161时间段内，|VL|＜VL_T，则D_3＝1，此时VL≥0，根据公式6可以得到D_1＝0，D_2＝0；在t161至t162时间段内，|VL|＞VL_T，则D_3＝0，此时VL≥0，根据公式6可以得到D_1＝0，D_2＝1；在t162至t163时间段内，|VL|＜VL_T，则D_3＝1，此时VL＜0，根据公式7可以得到D_1＝0，D_2＝0；在t163至t164时间段内，|VL|＞VL_T，则D_3＝0，此时VL＜0，根据公式7可以得到D_1＝1，D_2＝0；在t164至t165时间段内，|VL|＜VL_T，则D_3＝1，此时VL＜0，根据公式7可以得到D_1＝0，D_2＝0。其中，0至t165为一个周期，图16是以一个周期为例来说明第二脉宽调制信号中的各个子脉宽调制信号的占空比是如何确定的。
控制器可以在确定第一子脉宽调制信号的占空比D_1、第二子脉宽调制信号的占空比D_2以及第三子脉宽调制信号的占空比D_3之后，分别生成第一子脉宽调制信号PWM_Q131、第二子脉宽调制信号PWM_Q132以及第三子脉宽调制信号PWM_Q133，具体的控制方法与前文结合图15所描述的控制方式相同，此处不作赘述。
可以理解的是，本申请实施例中的第二脉宽调制信号的生成方式可以参考前文结合图9A至图9B所描述的实施例，此处不作赘述。
在本申请实施例中，各相绕组的电流也可以包括第一子电流和第二子电流。该第一子电流的波形形状可以参考前文图10A，每相绕组的第一子电流的相位相等，用于向负载提供的，则负载得到的电流就是三倍的第一子电流。控制器可以控制控制模块3123中的所有开关管关断，使得各相绕组上的电流为第一子电流i。
各相绕组的第二子电流的波形形状可以参考前文图10A，例如绕组L4的电流包括第二子电流Ia1，绕组L5的电流包括第二子电流Ib1，绕组L6的电流包括第二子电流Ic1。由图10B看出，各相绕组的第二子电流Ia1、Ib1和Ic1的相位差为120°，相量和为零，用于驱动电动机。控制器可以控制控制模块3123中的所有开关管关断，使得绕组L1的电流为第二子电流Ia1，绕组L2的电流为第二子电流Ib1，绕组L3的电流为第二子电流Ic1。
因此，实施本申请实施例，按照第一脉宽调制调制信号来控制控制模块，按照第二脉宽调制信号来控制三个桥臂，使得供电电路既可以驱动电动机，也可以向负载供电。此时绕组L4的电流是第一子电流i与第二子电流Ia1之和，即Ia＝i+Ia1，具体的电流波形可以参考前文的图11A。同理的，绕组L5的电流是第一子电流i与第二子电流Ib1之和，即Ib＝i+Ib1，具体的电流波形可以参考前文的图11B；绕组L6的电流是第一子电流i与第二子电流Ic1之和，即Ic＝i+Ic1，具体的电流波形可以参考前文的图11C。
在一些可行的实施方式中，前文图4中示出的供电电路212和前文图12中示出的供电电路312可以是同一个电路，即具有相同的电路结构，对应的控制模块可以是如图5或如图13所示。可以看出图4中示出的供电电路是设在交流电源与电池之间，图12中示出的供电电路是设在负载与电池之间。具体实现中，在交流电源与负载没有同时接入供电电路时，供电电路可以根据接入的是交流电源还是负载来确定供电控制方法，例如，控制器检测到供电电路接入的是交流电源时，按照图7至图9B所描述的供电控制方法来控制供电电路；又例如，控制器检测到供电电路接入的是负载时，按照图14至图16所描述的供电控制方法来控制供电电路。
需要说明的是，上述术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (23)

1.一种供电电路，其特征在于，所述供电电路设于交流电源与电池之间，所述供电电路包括电动机的三相绕组、与所述三相绕组分别对应的三个桥臂、控制模块以及串联在正母线与负母线之间的两个母线电容；其中，所述三个桥臂并联在所述正母线与所述负母线之间；
所述三相绕组中的各相绕组的一端分别耦合所述交流电源的一端，所述各相绕组的另一端分别耦合各自对应的桥臂的中点；
所述控制模块的第一端耦合所述交流电源的另一端，所述控制模块的第二端耦合所述两个母线电容的串联连接点，所述控制模块的第三端耦合所述正母线和所述电池的正极端，所述控制模块的第四端耦合所述负母线和所述电池的负极端；
所述控制模块包括至少一个开关管；所述至少一个开关管根据接收到的第一脉宽调制信号导通或关断，以控制所述各相绕组的电流；所述各相绕组的电流分别包括第一子电流和第二子电流，其中，所述各相绕组中的第一子电流的相位相同，所述各相绕组中的第二子电流的相量和为零。
2.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述控制模块包括第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管；其中，
所述第一开关管的第一端耦合所述正母线和所述电池的正极端；
所述第一开关管的第二端、所述第二开关管的第一端以及所述第三开关管的第一端耦合所述交流电源的另一端；
所述第四开关管的第一端耦合所述两个母线电容的串联连接点，且所述第四开关管的第二端与所述第三开关管的第二端连接；
所述第二开关管的第二端耦合所述负母线和所述电池的负极端。
3.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述控制模块包括第一二极管、第二二极管、第五开关管和第六开关管；其中，
所述第一二极管的阳极、所述第二二极管的阴极以及所述第五开关管的第一端耦合所述交流电源的另一端；
所述第六开关管的第一端耦合所述两个母线电容的串联连接点，且所述第六开关管的第二端与所述第五开关管的第二端连接；
所述第一二极管的阴极耦合所述正母线和所述电池的正极端，所述第二二极管的阳极耦合所述负母线和所述电池的负极端。
4.一种供电电路，其特征在于，所述供电电路设于电池与负载之间，所述供电电路包括电动机的三相绕组、与所述三相绕组分别对应的三个桥臂、控制模块以及串联在正母线与负母线之间的两个母线电容；其中，所述三个桥臂并联在所述正母线与所述负母线之间；
所述三相绕组中的各相绕组的一端分别耦合所述负载的一端，所述各相绕组的另一端分别耦合各自对应的桥臂的中点；
所述控制模块的第一端耦合所述负载的另一端，所述控制模块的第二端耦合所述两个母线电容的串联连接点，所述控制模块的第三端耦合所述正母线和所述电池的正极端，所述控制模块的第四端耦合所述负母线和所述电池的负极端；
所述控制模块包括至少一个开关管；所述至少一个开关管根据接收到的第一脉宽调制信号导通或关断，以控制所述各相绕组的电流；所述各相绕组的电流分别包括第一子电流和第二子电流，其中，所述各相绕组中的第一子电流的相位相同，所述各相绕组中的第二子电流的相量和为零。
5.根据权利要求4所述的供电电路，其特征在于，所述控制模块包括第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管；其中，
所述第一开关管的第一端耦合所述正母线和所述电池的正极端；
所述第一开关管的第二端、所述第二开关管的第一端以及所述第三开关管的第一端耦合所述负载的另一端；
所述第四开关管的第一端耦合所述两个母线电容的串联连接点，且所述第四开关管的第二端与所述第三开关管的第二端连接；
所述第二开关管的第二端耦合所述负母线和所述电池的负极端。
6.一种供电控制方法，其特征在于，所述供电控制方法适用于设于交流电源与电池之间的供电电路，所述供电电路包括电动机的三相绕组、与所述三相绕组分别对应的三个桥臂以及控制模块；
所述供电控制方法包括：
向所述控制模块发送第一脉宽调制信号，并向所述三个桥臂发送第二脉宽调制信号；其中，所述第一脉宽调制信号用于控制所述控制模块中的至少一个开关管的通断，所述第二脉宽调制信号用于控制所述三个桥臂中各个桥臂的开关管的通断，以控制所述三相绕组中的各相绕组的电流；所述各相绕组的电流分别包括第一子电流和第二子电流；所述各相绕组中的第一子电流的相位相同，所述各相绕组中的第二子电流的相量和为零。
7.根据权利要求6所述的供电控制方法，其特征在于，所述第一脉宽调制信号为根据所述各个桥臂的第一参考占空比确定。
8.根据权利要求7所述的供电控制方法，其特征在于，在所述各个桥臂的第一参考占空比均在第一预设范围内的情况下，所述第一脉宽调制信号的占空比为0；
在任一桥臂的第一参考占空比不在所述第一预设范围内的情况下，所述第一脉宽调制信号的占空比为1。
9.根据权利要求6所述的供电控制方法，其特征在于，所述第一脉宽调制信号为根据所述交流电源的输出电压确定。
10.根据权利要求6-9任一项所述的供电控制方法，其特征在于，所述第二脉宽调制信号为根据所述各相绕组的目标电压与母线电压之间的比值、所述三个桥臂中各个桥臂的第一参考占空比以及所述第一脉宽调制信号的占空比确定。
11.根据权利要求10所述的供电控制方法，其特征在于，在所述交流电源的输出电压不小于第一预设电压阈值的情况下，所述各个桥臂中的任一桥臂的实际占空比为第一算子与第二算子之和；
在所述交流电源的输出电压小于所述第一预设电压阈值的情况下，所述各个桥臂中的任一桥臂的实际占空比为所述第一算子与所述第二算子之差；其中，所述第一算子为所述任一桥臂的第一参考占空比和所述任一桥臂对应的绕组的目标电压与所述母线电压之间的比值的和；所述第二算子为所述第一脉宽调制信号的占空比乘以预设因子之积；
根据所述各个桥臂的实际占空比确定所述第二脉宽调制信号。
12.根据权利要求11所述的供电控制方法，其特征在于，所述第二脉宽调制信号中包括分别与所述各个桥臂对应的桥臂脉宽调制信号，所述桥臂脉宽调制信号用于控制对应的桥臂中的开关管的通断；其中，
任一桥臂脉宽调制信号为根据对应的桥臂的实际占空比确定。
13.一种供电控制方法，其特征在于，所述供电控制方法适用于设于电池与负载之间的供电电路，所述供电电路包括电动机的三相绕组、与所述三相绕组分别对应的三个桥臂以及控制模块；
所述供电控制方法包括：
向所述控制模块发送第一脉宽调制信号，并向所述三个桥臂发送第二脉宽调制信号；其中，所述第一脉宽调制信号用于控制所述控制模块中的至少一个开关管的通断，所述第二脉宽调制信号用于控制所述三个桥臂中各个桥臂的开关管的通断，以控制所述三相绕组中的各相绕组的电流；所述各相绕组的电流分别包括第一子电流和第二子电流；所述各相绕组中的第一子电流的相位相同，所述各相绕组中的第二子电流的相量和为零。
14.根据权利要求13所述的供电控制方法，其特征在于，所述供电电路还包括串联在正母线与负母线之间的两个母线电容；
所述控制模块包括第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管；其中，所述第一开关管的第一端耦合所述正母线和所述电池的正极端；所述第一开关管的第二端、所述第二开关管的第一端以及所述第三开关管的第一端耦合所述负载的另一端；所述第四开关管的第一端耦合所述两个母线电容的串联连接点，且所述第四开关管的第二端与所述第三开关管的第二端连接；所述第二开关管的第二端耦合所述负母线和所述电池的负极端；
所述第一脉宽调制信号包括多个子脉宽调制信号，且所述多个子脉宽调制信号包括与所述第一开关管对应的第一子脉宽调制信号、与所述第二开关管对应的第二子脉宽调制信号，以及与所述第三开关管和所述第四开关管对应的第三子脉宽调制信号。
15.根据权利要求14所述的供电控制方法，其特征在于，所述第一脉宽调制信号中的各个子脉宽调制信号为根据所述各个桥臂的第二参考占空比以及所述供电电路向所述负载提供的电压确定。
16.根据权利要求15所述的供电控制方法，其特征在于，在所述各个桥臂的第二参考占空比均在第二预设范围内的情况下，所述第三子脉宽调制信号的占空比为0；
在任一桥臂的第二参考占空比不在所述第二预设范围内的情况下，所述第三子脉宽调制信号的占空比为1；
在所述供电电路向所述负载提供的电压不小于第一预设电压阈值的情况下，所述第一子脉宽调制信号的占空比为0，所述第二子脉宽调制信号的占空比为根据所述第三子脉宽调制信号的占空比确定；
在所述供电电路向所述负载提供的电压小于所述第一预设电压阈值的情况下，所述第一子脉宽调制信号的占空比为根据所述第三子脉宽调制信号的占空比确定，所述第二子脉宽调制信号的占空比为0。
17.根据权利要求14所述的供电控制方法，其特征在于，所述第一脉宽调制信号中的各个子脉宽调制信号为根据所述供电电路向所述负载提供的电压确定。
18.根据权利要求17所述的供电控制方法，其特征在于，在所述供电电路向所述负载提供的电压的绝对值大于第二预设电压阈值的情况下，所述第三子脉宽调制信号的占空比为0；
在所述供电电路向所述负载提供的电压的绝对值小于所述第二预设电压阈值的情况下，所述第三子脉宽调制信号的占空比为1；
在所述供电电路向所述负载提供的电压不小于第一预设电压阈值的情况下，所述第一子脉宽调制信号的占空比为0，所述第二子脉宽调制信号的占空比为根据所述第三子脉宽调制信号的占空比确定；
在所述供电电路向所述负载提供的电压小于所述第一预设电压阈值的情况下，所述第一子脉宽调制信号的占空比为根据所述第三子脉宽调制信号的占空比确定，所述第二子脉宽调制信号的占空比为0。
19.根据权利要求13-18任一项所述的供电控制方法，其特征在于，所述第二脉宽调制信号为根据所述各相绕组的目标电压与母线电压之间的比值、所述三个桥臂中各个桥臂的第二参考占空比以及所述第一脉宽调制信号的占空比确定。
20.根据权利要求19所述的供电控制方法，其特征在于，在所述电池的输出电压不小于第一预设电压阈值的情况下，所述各个桥臂中的任一桥臂的实际占空比为第一算子与第二算子之和；
在所述电池的输出电压小于所述第一预设电压阈值的情况下，所述各个桥臂中的任一桥臂的实际占空比为所述第一算子与所述第二算子之差；其中，所述第一算子为所述任一桥臂的第二参考占空比和所述任一桥臂对应的绕组的目标电压与所述母线电压之间的比值的和；所述第二算子为所述第一脉宽调制信号的占空比与预设因子之积；
根据所述各个桥臂的实际占空比确定所述第二脉宽调制信号。
21.根据权利要求20所述的供电控制方法，其特征在于，所述第二脉宽调制信号中包括分别与所述各个桥臂对应的桥臂脉宽调制信号，所述桥臂脉宽调制信号用于控制对应的桥臂中的开关管的通断；其中，
任一桥臂脉宽调制信号为根据对应的桥臂的实际占空比确定。
22.一种供电设备，其特征在于，所述供电设备包括电磁兼容模块以及如权利要求1-3任一项所述的供电电路，所述电磁兼容模块用于对所述供电电路的母线上的电压进行滤波。
23.一种供电设备，其特征在于，所述供电设备包括电磁兼容模块以及如权利要求4或5所述的供电电路，所述电磁兼容模块用于对所述供电电路的母线上的电压进行滤波。
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