CN112838750A - 有源共模抵消 - Google Patents

Abstract

本公开涉及有源共模抵消。在一些示例中，配置电路用于至少部分地基于输入信号产生第一信号，其中第一信号包括共模信号和负载信号。进一步配置电路以至少部分地基于输入信号产生第二信号，其中第二信号包括共模信号的反相版本。进一步配置电路以施加第一信号和第二信号至负载。

Description

有源共模抵消

本申请为申请号为201710170748.X、申请日为2017年3月21日的发明名称为“有源共模抵消”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本公开涉及电子电路，并且更具体地涉及用于抵消共模信号的电子电路。

发明内容

本公开描述了用于通过使用抵消信号而有源抵消共模信号的技术，该抵消信号是共模信号的反相版本。共模信号可以作为施加用于驱动负载的第一、主信号的一部分而存在。将抵消信号添加至共模信号，并且两个信号相互抵消。通过向相同负载施加抵消信号和共模信号而将两个信号添加在一起，这可以导致用于驱动负载的期望信号。

在一些示例中，本公开描述了配置用于至少部分地基于输入信号产生第一信号的电路，其中第一信号包括共模信号和负载信号。电路被进一步配置以至少部分地基于输入信号产生第二信号，其中第二信号包括共模信号的反相版本。电路被进一步配置成向负载施加第一信号和第二信号。

在一些示例中，本公开描述了被配置用于至少部分地基于输入信号和共模信号而产生抵消信号的电路，其中抵消信号包括共模信号的反相版本。电路被进一步配置为向负载施加抵消信号。

在一些示例中，本公开描述了一种系统，包括电动机，以及配置用于至少部分地基于输入信号产生第一信号的转换器电路，其中第一信号包括共模信号和负载信号，其中转换器电路被配置为向电动机施加第一信号。系统进一步包括配置用于至少部分地基于输入信号产生第二信号的抵消电路，其中第二信号包括共模信号的反相版本，其中抵消电路被配置为经由抵消电容器向电动机施加第二信号。

在一些示例中，本公开描述了一种方法，包括：由第一电路至少部分地基于射入信号产生第一信号，其中第一信号包括共模信号和负载信号。方法进一步包括，由抵消电路至少部分地基于输入信号产生第二信号，其中第二信号包括共模信号的反相版本。方法进一步包括，由第一电路向负载施加第一信号。方法进一步包括，由抵消电路向负载施加第二信号。

在以下附图和说明书中阐述一个或多个示例的细节。从说明书和附图以及从权利要求将明确其他特征、目标和优点。

附图说明

图1A是根据本公开的一些示例的具有电压源、负载和参考接地的电子电路的电路图。

图1B是根据本公开的一些示例的具有电压源、负载和参考接地的电子电路的电路图。

图2是根据本公开的一些示例的包括抵消电路的电子电路的电路图。

图3是根据本公开的一些示例的具有第一信号和第二信号的电动机的概念性方框图。

图4是根据本公开的一些示例的包括连接至负载的两个部件的抵消电路的电子电路的电路图。

图5是根据本公开一些示例的具有轴杆以及连接至轴杆的分立负载的电动机的概念性方框图。

图6是根据本公开一些示例的电路的概念性方框图。

图7A是根据本公开一些示例的包含转换器电路和抵消电路的集成电路的示意图。

图7B是根据本公开一些示例的转换器电路和抵消电路的单个部件的示意图。

图7C是根据本公开一些示例的包含抵消电路的集成电路的示意图。

图8是根据本公开一些示例的对于三项抵消的模拟结果的图表。

图9A包括示出了根据本公开一些示例的对于两个开关的受迫换向与自然换向的对比视图。

图9B是示出了根据本公开一些示例的对于两个开关的受迫换向和自然换向的对比的电路图。

图10包括示出了根据本公开一些示例的对于两个开关的受迫换向和自然换向对比的视图。

图11是示出了根据本公开一些示例的有源共模抵消的流程图。

具体实施方式

可以由使用切换模式原理以产生多个输出信号的转换器电路控制电动机驱动和其他负载。转换器电路的示例包括使用切换模式原理的电路，诸如DC至转换器、AC至DC转换器、DC至DC转换器、以及AC至AC转换器。在一些示例中，DC至AC转换器可以在DC输入电压电势之间交替地切换每个电动机相位。电子开关可以是晶体管，包括但不限于IGBT或MOSFET、二极管、或任何其他合适的装置。为了实现高效率因子，切换过程可以在纳秒范围。由于该高切换速度，经由电动机线向电动机线圈绕组施加高dv/dt。取决于电动机驱动的构造，电动机绕组可以具有显著的寄生电容，这可以引起电容性耦合至电动机壳体以及至电动机轴杆。在每个切换过渡期间，这些电容将卸载和/或重新加载，在电动机驱动中引起高频干扰和/或轴承电流。这些电流经由直接地流电具有高或低阻抗或者间接地电容性连接的电动机壳体、或者经由电动机轴杆以及轴承而流至参考接地。

在电动车和混合电动车的示例中，参考接地通常是车辆底盘。也已知为共模信号的寄生干扰电流经由直接高或低阻抗或者间接寄生连接并且经由电源线返回至电源。对于导电和辐射发射的限制和要求可以影响用于防止经由寄生电容干扰的对策。这些对策可以确保轴承的回弹性。

通常，可以在电源线和电动机(负载)线上检测共模信号。共模信号经由参考接地而流动。对于在电动车和混合电动车中电动机驱动应用，共模信号可以存在于从DC至AC转换器脉冲宽度调制(PWM)的频率直至数百兆赫兹的频率范围中。对策(countermeasure)效果的量随着连接DC至AC转换器和电动机的电动机线长度增加而增加。

在一些示例中，防止或抑制共模信号的方法包括部分或完全屏蔽电动或混合电动驱动传动系统。备选地，可以使用共模滤波器以减小干扰电流和屏蔽的量。为了减小轴承电流，可以使用轴承与离合器的滑动接触或绝缘。

寄生电容可以存在于用于汽车的电气系统内以及汽车内电动机内，但是本公开不限于汽车应用。寄生电容和共模信号可以存在于使用切换模式原理和输送共模信号的负载的任何其他应用中。流过寄生电容和寄生阻抗的共模信号可以中断无线电服务接收并且可以引起轴承腐蚀。用于防止和消除共模信号的方法包括滤波器以及部分或完全屏蔽。这些方案可以是成本昂贵的，可以消耗有价值的空间，并且可以对系统增添重量。共模滤波器可以必须设计用于应用的最大电流，要求额外的空间并添加更多重量。此外，屏蔽以及滑动接触的阻抗可以在系统的寿命期间降低。

本公开描述了可以通过产生作为共模信号的反相形式的抵消信号而有源地抵消共模信号的技术。共模信号可以存在作为有意设计为施加至负载诸如电动机驱动的第一、主信号的一部分。当两个信号添加在一起时抵消信号抵消了共模信号。通过施加抵消信号至与共模信号相同的负载而将信号添加在一起。将抵消信号添加至共模信号可以得到用于驱动负载的期望信号。

产生抵消信号的抵消电路可以包括开关以及一个或多个抵消电容器。通过减小流过负载的共模信号，抵消电路可以减小或消除对于共模滤波器或屏蔽的需求。

通常，本公开描述了由配置用于使用输入信号产生第一主信号的抵消电路而实施的技术。抵消电路可以包括有源或无源部件，诸如开关、晶体管、二极管、电阻器、电容器和/或电感器。在一些示例中，抵消电路中开关可以是绝缘栅极双极晶体管，具有续流二极管，以防止晶体管的反向击穿。

主信号可以包含共模信号和负载信号。在一些示例中，共模信号可以表示主信号的多个相之间的共模。负载信号可以表示剩余的信号并且可以也已知为差分信号。主信号可以包括一个或多个相位，其可以是由束线(wire harness)一起输送的分立信号。

可以进一步配置抵消电路以使用输入信号产生第二、抵消信号。抵消信号可以包括主信号的共模信号的反相版本。在一些示例中，如果主信号的共模信号是方波，抵消信号也可以是具有等同频率但是幅度相反极性的方波。

可以配置抵消电路以向负载施加主信号和抵消信号。在一些示例中，负载可以是电动或混合电动汽车的电动机。负载也可以是在加热应用或变压器中的电感器。本公开的技术可以适用于在使用有源共模抵消的任何切换模式电路中的负载。通过向负载施加主信号和抵消信号，抵消信号可以抵消共模信号，允许主信号驱动负载而并未由寄生电容或寄生电感引起任何效应。

图1A是根据本公开一些示例的具有电压源6、负载8和参考接地10的电子电路4的电路图。图1A示出了在系统2上产生共模电流，其是电动机驱动应用的简化示意图。在系统2中，电压源6可以经由导线14A和14B连接至电子电路4。在一些示例中，导线14A可以输送正DC电压并且导线14B可以输送负DC电压。电压源6可以不直接连接至参考接地10，但是共模电流可以从参考接地10通过参考接地连接12而流至电压源6，参考接地连接12可以是经由电阻和/或寄生电容器的低阻抗接地束线或高阻抗接地束线。参考接地连接12可以连接至电压源6至参考接地10的中间电势。共模电流的可能路径在图1A中由箭头示出。

导线14A和14B可以连接至DC链路电容器16。DC链路电容器16的一个目的可以用于防止瞬态信号从开关18A和18B辐射返回至电压源6。导线14A和14B可以进一步连接至开关18A和18B。在一些示例中，可以存在多于两个开关，如果待施加至负载8的信号是多相位信号。例如，如果负载8是三相电动机，可以存在六个开关18A－18F。在一些示例中，每个相可以要求两个开关18以产生或接收交变电流。

在一些示例中，开关18可以是具有栅极、漏极和源极的场效应晶体管。开关18可以是具有栅极、发射极和集电极的双极结型晶体管或绝缘栅极双极晶体管(IGBT)。IGBT可以提供如下益处：诸如工作在高电压、高温度和高输出功率下的能力。开关18可以是能够工作在纳秒范围内快速转变的任何其他器件，诸如二极管或晶体管。为了实现在纳秒范围内的高开关速度，输出电压信号22用于开关18并且经由电动机线施加至电动机线圈绕组28。开关18A和18B可以与续流二极管20A和20B并联连接。续流二极管20A和20B可以防止开关18A和18B在高反向电压下击穿。

电子电路4可以通过翻转(toggling)每个开关的栅极电压而控制开关18A和18B的导通和关断时间。在关断开关18A和导通开关18B之间可以存在延迟。可以配置开关18以在多个状态(诸如导通和关断)之间切换。可以基于触发了状态之间切换的时钟信号而确定每个状态。电子电路4可以称作使用切换模式原理的转换器电路，诸如DC至AC转换器、AC至DC、DC至DC转换器或者AC至AC转换器。

电子电路4可以产生输出电压信号22以施加至负载8。输出电压信号22的视图显示可以在与导线14A相关联的第一输入和与导线14B相关联的第二输入之间翻转的方波。对于输出电压信号22而言，电压可以开始处于恒定电平，随后以取决于开关的转变速率的速率而增大，稳定在恒定电平，随后以取决于开关18的转变速率的速率而减小。输出电压信号22的视图可以仅表示施加至负载8的数个相之一，其可以工作在切换模式原理上。在一些示例中，负载8可以是三相电动机。

电子电路4也可以产生共模电流24。共模电流24的视图示出了沿正或负方向的电流峰值。电流峰值可以由开关18A和18B导通或关断而导致。在共模电流24的视图上脉冲的定时可以取决于在电子电路4中是否存在自然换向或受迫换向。通过向绕组28施加具有输出电压信号22的图表的信号，输出电压信号22可以因遍及系统2的寄生电容导致共模电流24。

电子电路4可以施加主信号至负载8。负载8可以包括壳体26，电动机线圈绕组28，以及寄生电容30。寄生电容30可以不是真实的电容器，而是替代地存在于系统2的部件(诸如壳体26与电动机线圈绕组28)之间的电容。如由箭头所示的共模信号可以流至负载8中、通过寄生电容30并通过参考接地10，参考接地10在一些示例中可以是汽车的底盘。共模信号可以随后通过参考接地10流至电压源6，其中共模信号可以进入导线14。共模信号可以经由参考接地连接12而从参考接地10到达电压源6。

图1B是具有电压源42、负载8和参考接地10的电子电路的电路图。系统40根据本公开的一些示例在参考接地10与电压源42和/或导线14之间包含参考接地连接44。图1B示出了参考接地连接44包括低阻抗接地束线或经由电阻和/或寄生电容的高阻抗接地束线。在一些示例中，寄生电容和参考接地连接可以在系统40内存在于别处以及以不同的组合。图1B等同于图1A，除了电压源42和参考接地连接44的配置之外。

图2是根据本公开一些示例的包括抵消电路的电子电路的电路图。系统70类似于图1A的系统2，除了抵消电路50的添加以及共模信号的抵消之外，如由遍及系统70的跨越箭头的X所示。抵消电路50也可以称作抵消电桥支路。

本公开描述了用于通过将抵消电流添加至电动机壳体26和/或轴承护罩(bearingshield)中而抵消共模信号的技术。这些抵消电流可以是由电子电路4所产生信号的、反相版本。因此，同步至电子电路4的原始输出电压信号22的反相输出电压信号56可以经由抵消电容器60耦合至电动机壳体26和/或轴承护罩，以便于抵消来自绕组28的寄生电感30并且避免共模电流。抵消电容器60可以关于负载8的特性而设计尺寸，从而抵消信号的幅度与主信号的幅度相等。如果干扰电流经由电动机轴杆流至电动机负载，则可以添加关于电动机负载的另一电容器(图2中未示出)。优点可以是电动机壳体28和轴承(图2中未示出)上减小的干扰电流，这允许减小系统70中滤波和屏蔽的量。系统70的原理可以适用于电动机驱动或具有至参考接地10的共模电容的任何其他脉冲宽度调制(PWM)控制的系统。

各种不同类型电动机驱动可以用于驱动与本公开中所述技术一致的电动机，包括切换模式电路。反相控制的电动机驱动具有至少一个反相器相位，用于例如具有一个旋转方向的简单DC电动机驱动，用于双向DC或AC电动机驱动的两个相位，以及用于DC或AC电动机驱动的三相反相器。术语“反相控制”可以涉及电子电路4，其可以将DC输入信号转换为AC信号以用在负载8中。理论上相位的数目不受限，并且可以增加至N个相位。

对于电子电路4的每个有源切换电动机反相器相位而言，抵消电路50可以具有一个同时切换相位。取决于具有同时切换电动机反相器相位的控制方案，相同数目的相位或者在一些示例中较少相位可以存在于抵消电路50中。在一些示例中，抵消电路50可以产生具有比从电子电路4发送至负载8的信号更少相位的抵消信号。在一些示例中，抵消电路50可以使用与电子电路4相同数目相位。抵消电路50可以具有与电子电路4相同类型的开关52(例如IGBT、MOSFET等)以便于容易地确保开关18的转变特性的合适匹配，但是其他类型的开关也是可能的。抵消开关52可以具有较小的电流处理能力，因为开关52可以仅提供用于在切换电动机反相器的转变相位期间重载抵消电容器60的抵消电流。抵消信号可以远小于来自电子电路4的信号。如在本公开中使用的词语“电流”和“信号”可以意味着相同事物，或者电流可以是信号的一个示例。

抵消电容器60可以包括在负载8中或处的一个或多个分立电容器或表面电容器。切换的同步可以由控制单元(图2中未示出)通过从用于开关18的一个或多个驱动器信号导出用于开关52的一个或多个驱动器信号而完成。切换的同步也可以由控制单元中驱动器信号的直接同步而完成。

系统70包括具有可以类似于电子电路4的部件(诸如开关52、续流二极管54、输出电压信号56以及共模电流58)的抵消电路50。抵消电路50可以从导线14接收输入信号，并且可以将输入信号转换为来自电子电路4的输出信号的反相版本。输出电压信号56和共模电流58的图可以表示抵消信号的特性。输出电压信号56和共模电流58示出为输出电压信号22和共模电流24的同步化、反相版本。特别地，输出电压信号56的幅度可以等于输出电压信号22的幅度，但是幅度可以是负的。当输出电压信号22是正的时，输出电压信号56可以是负的，因此当向负载8施加信号时，信号抵消了共模电流。

抵消信号可以经由抵消电容器60传至负载8，抵消电容器60可以被设计用于抵消寄生电容30。抵消电路50可以因此经由抵消电容器60施加抵消信号至壳体26或者负载8上另一位置。抵消信号抑制共模信号，因为抵消信号是共模信号的反相版本。将两个信号添加在一起得到具有零幅度的信号。

图3是根据本公开一些示例的具有第一、主信号和第二信号的电动机的概念性方框图。电动机或负载8可以包括壳体26、绕组100、转子102、轴杆104以及轴承110。可以存在穿过负载8的寄生电容，诸如绕组-底盘寄生电容106、绕组-转子寄生电容108、转子-底盘寄生电容112以及负载-参考接地连接114。来自转换器电路(也即电子电路4)的主信号112的流可以由图3中箭头所示。主信号122可以通过绕组100进入并且穿过寄生电容106和108至转子102和壳体26。可以包括共模信号的主信号122可以穿过轴杆104至轴承110。抵消电容器60可以通过提供来自抵消电路50的抵消信号而减小穿过包括轴承110的负载8的共模信号。抵消电路50可以由参考接地连接120而连接至参考地。

主信号122通过绕组100进入负载8，并且由于绕组100和底盘之间的绕组电容而引起共模信号。这由寄生电容106表示。主信号122也可以由于绕组100和转子102之间耦合电容而引起共模信号。这由寄生电容108表示。流过转子102的共模信号可以流过轴杆104和轴承110。

图4是根据本公开一些示例的包括连接至负载的两个部件的抵消电路的电子电路的电路图。系统130可以类似于图2中所示的系统70，具有抵消电容器132和轴杆104的添加。在系统130中，抵消电路50可以经由抵消电容60和132而施加抵消信号至负载8。抵消电路50可以经由抵消电容器132施加抵消信号至轴杆104。

负载8可以是电动机、电感器、变压器或反相器。在一些示例中，如果负载8是三相AC电动机，电子电路4可以由三个AC线连接至负载8的三个半桥支路构成。对于有源共模抵消而言，一个或多个额外电桥支路可以产生抵消输出电压信号56。可以同步化抵消信号至原始输出电压信号22。同步化控制电路(图4中未示出)可以考虑电动机导线电流方向。

图5是根据本公开一些示例的具有轴杆以及连接至轴杆的分立负载的电动机的概念性方框图。对于连接至轴杆104的负载8，可以存在通过轴承110和160的额外共模信号。为了消除穿过第二负载150的共模信号，抵消电路50可以输送抵消信号至第二负载150的壳体154。

共模信号可以经由轴杆104和轴承160到达第二负载150。第二负载150可以经由转子152连接至轴杆104。可以存在寄生电容，诸如转子-壳体寄生电容156和负载-参考接地连接158。可以安装至轴杆104的第二负载150可以由共模轴承电流影响，只要第二负载150电接地或者只要第二负载150具有朝向电气环境的耦合能力，也即参考接地或系统130中另一部件。共模轴承电流可以流经接地连接或耦合电容器朝向参考接地。可以由连接至现有的抵消电路50的额外抵消电容器132而减小在第二负载中的共模轴承电流。

图6是根据本公开一些示例的电子电路的概念性方框图。如图6中所示，系统70是DC至AC转换器，但是本公开的技术可以适用于其他转换器电路。作为DC至AC转换器，系统70可以包括可以连接至DC链路电容器202的高电压(HV)电池200。从DC链路电容器202至HV电池200的连接、M相抵消DC至AC转换器204、以及N相功率DC至AC转换器206可以是两级导线。M相抵消DC至AC转换器204和N相功率DC至AC转换器206也可以称作简称为功率反相器的p-inv和用于抵消反相器的c-inv。M相抵消DC至AC转换器204可以采用M个线连接至M相抵消电容器208(也称为c-cap)。M相抵消电容器2080可以连接至N相电动机210的电动机壳体。N相电动机210可以采用N个线连接至N相功率DC至AC转换器206。在系统70中，N可以大于或等于M，因为M相抵消DC至AC转换器204可以产生比N相电动机210具有较少相位的抵消信号。对于M相抵消DC至AC转换器204的额定功率与N相功率DC至AC转换器206相比可以远远较低，这是因为M相抵消电容器208的充电和放电可以不要求大的信号。

图7A是根据本公开一些示例的包含反相器电路和抵消电路的芯片集的示意图。图7B是根据本公开的一些示例的反相器电路和抵消电路的单个部件的示意图。图7C是根据本公开一些示例的包含抵消电路的集成电路的示意图。在图7B中，反相器电路270可以包括开关252和254，在续流二极管256和258旁边。抵消电路272可以包括开关260和262，在续流二极管264和266旁边。

抵消电路272可以仅对抵消电容器充电和放电。因此，与反相器电路270的芯片大小相比，其芯片大小可以远远更小。因此，不同的实现方式选项对于反相器电路270和抵消电路272可以是可能的。在配置250中，反相器电路270和抵消电路272可以组合或集成至一个封装中。在配置280中，独立芯片集可以仅包括组装在分立封装中的抵消电路272。配置280可以作为整修的部件或者通过一些其他工艺添加至DC至AC转换器电路270。

图8是对于根据本公开一些示例的三相抵消的模拟结果的示图。图表300可以示出三相正弦三角调制。信号302A－302C可以表示对于三相DC至AC转换器电路的输出相位电压OUT-U、OUT-V、OUT-W。线310、312和314与三角波316一起可以显示对于正弦三角调制所产生的脉冲图形。线310、312和314可以是正弦波，并且每个正弦波可以是驱动电动机的相位。向上的箭头304可以表示对于信号302A－302C的正dv/dt，以及向下的箭头306可以表示对于信号302A－302C的负dv/dt。箭头308可以表示对于信号302A－302C多于一个相位的瞬时转换。

在一些示例中，信号302可以表示对于三相DC至AC转换器电路的输出电压。三相DC至AC转换器的一个目的可以是产生正弦电动机电流。对于DC至AC转换器的每个正dv/dt而言，抵消电路可以产生负dv/dt。一旦输出电压信号对抵消电容器充电，抵消电路可以需要有源地对抵消电容器放电。对于N相正弦三角调制而言，可以出现高达N个的正输出电压信号的序列。因此，可以使用M＝N个独立的抵消电容器，并且抵消电路可以具有与DC至AC转换器相同的相位数目。通过施加其他调制策略，对于抵消电路的相位数目可以不同于DC至AC转换器相位数目。在一些示例中，对于空间向量调制的3相DC至AC转换器的脉冲图形而言，可以以抵消电路仅需要2相的方式而被优化。以该方式，抵消信号中相位的数目可以小于或等于在产生以驱动负载的第一主信号中的相位数目。

图9A包括示出了根据本公开一些示例的对于两个开关的受迫换向与自然换向的对比的示图。图9B是示出了根据本公开一些示例的对于两个开关的受迫换向与自然换向对比的电路图。有源共模抵消可以是有效的，如果抵消dv/dt信号与来自DC至AC转换器的原始dv/dt同时出现。因此，抵消输出电压信号可以被同步化至来自DC至AC转换器的原始输出电压信号。如果在从高压侧至低压侧或者反之亦然的切换之间存在空载时间，如图表350、352、364和366中所示，则在自然换向和受迫换向之间可以存在差异。换向是负载电流从正关断(off-going)开关改变至正导通(on-going)开关时的过程。对于受迫换向而言，当正关断开关关断时电流可以改变。对于自然换向而言，当正导通开关导通时电流可以改变。输出电压信号可以链接至电流换向。受迫和自然换向可以取决于在所附接电动机线中电流方向。

图表350和352类似于图表364和366，并且表示用于开关52的驱动信号。驱动信号可以是基于时钟信号。水平轴线表示时间，因此T4在T1导通之前关断。在时间量程的开始处，开关52B可以导通。图表354示出负值的线电流384。当T4在图表352中导通时，线电流图表354流过开关52B作为线电流386和开关电流388。图表356和358示出，在时间周期的开始处，电流流过开关52B但是不流过开关52A。图表360和362可以分别表示跨越开关52A和52B的电压。

当T4在图表352中关断时，两个开关52可以关断。开关电流388可以关断，并且线电流384可以作为负线电流380而流过续流二极管54A。当T1在图表350中导通时，开关52A因为负电压差而可以保持关断，但是二极管54A可以继续导通。开关电流382可以遍及该过程保持在零或附近。从开关52B至二极管54A的该瞬变称作受迫换向。

图表364－376可以示出自然换向的示例。在自然换向中，线电流384可以遍及时间周期而保持在正值，如图表368中所示。线电流图表368可以作为负线电流386而流过二极管54B，当开关电流388可以保持关断时。图表370和372示出电流正流过二极管54B但是没有流过开关52B或二极管54A。图表374和376可以分别表示跨越开关52A和52B的电压。图表374中正电压可以不导致线电流382流动，直至T1导通。

当T4在图表366中关断时，两个开关52可以关断。开关电流388可以关断，并且线电流386可以继续流过续流二极管54B。当T1在图表364中导通时，开关52A可以由于正电压差而导通，并且二极管54B可以关断。线电流380可以作为开关电流382而在T1导通之后流动。从二极管54B至开关52A的该瞬变称作自然换向。对于图9A中受迫换向而言，dv/dt可以在T4的关断期间出现。对于自然换向而言，dv/dt可以在T1导通之后出现。

图10包括示出了根据本公开一些示例的对于两个开关的受迫换向与自然换向对比的图表。图表400、402、414和416示出了在T4导通之前T1关断。图表400－412示出了当线电流384从开关52A汲取并且随后从二极管54B汲取时的受迫换向。图表414－426示出了当线电流384流过二极管54A并且随后从开关52B流动时的自然换向。

图11是示出了根据本公开一些示例的有源共模抵消的流程图。从图4的系统2的角度描述方法450，尽管其他类型的系统或电路可以用于执行类似的技术。如图11中所示，电子电路4从电压源6接收输入信号(452)。电子电路4可以从输入信号产生包括负载信号的第一、主信号(454)。

取决于主信号是否包含共模信号，抵消电路50可以产生抵消信号(456)。如果主信号并不包含共模信号，则电子电路4可以施加主信号至负载8(458)。如果主信号包含共模信号，则抵消电路50可以产生作为共模信号的反相版本的第二、抵消信号(460)。如果主信号包含共模信号，则电子电路4可以施加主信号至负载8，并且抵消电路50可以施加抵消信号至负载8(462)。

以下编号示例展示了本公开的一个或多个方面。

示例1.一种电路，配置用于：至少部分地基于输入信号产生第一信号，其中第一信号包括共模信号和负载信号；至少部分地基于输入信号产生第二信号，其中第二信号包括共模信号的反相版本；以及施加第一信号和第二信号至负载。

示例2.示例1的电路，其中电路包括多个开关；其中多个开关中的每个开关被配置用于在多个状态之间切换；以及其中基于时钟信号确定多个开关的每个状态。

示例3.示例1－2的任意组合的电路，其中多个开关中的至少一个开关包括绝缘栅双极晶体管。

示例4.示例1－3的任意组合的电路，其中多个开关的至少一个开关包括晶体管和二极管。

示例5.示例1－4的任意组合的电路，其中进一步配置电路以经由抵消电容器相负载施加第二信号。

示例6.示例1－5的任意组合的电路，其中配置抵消电容器以偏置负载的至少一个寄生电容。

示例7.示例1－6的任意组合的阿电路，其中第二信号包括共模信号的同步化反相版本。

示例8.示例1－7的任意组合的电路，其中第一信号包括N个相位；其中第二信号包括M个相位；以及其中N大于或等于M。

示例9.示例1－8的任意组合的电路，其中负载包括电动机；以及其中进一步配置电路以经由抵消电容器向电动机的壳体施加第二信号。

示例10.示例1－9的任意组合的电路，其中进一步配置电路以向连接至电动机的轴杆的第二负载施加第二信号。

示例11.一种电路，配置用于：至少部分地基于输入信号和共模信号产生抵消信号，其中抵消信号包括共模信号的反相版本；以及施加抵消信号至负载。

示例12.示例11的电路，其中电路包括多个开关；其中多个开关中的每个开关被配置用于在多个状态之间切换；以及其中基于时钟信号确定多个开关的状态。

示例13.示例11－12的任意组合的电路，其中进一步配置电路以经由抵消电容器向负载施加抵消信号。

示例14.示例11－13的任意组合的电路，其中负载包括电动机；以及其中进一步配置电路以向连接至电动机的轴杆的第二负载施加抵消信号。

示例15.一种系统，包括：电动机；转换器电路，被配置用于至少部分地基于输入信号产生第一信号，其中第一信号包括共模信号和负载信号，其中配置转换器电路以向电动机施加第一信号；以及抵消电路，配置用于至少部分地基于输入信号产生第二信号，第二信号包括共模信号的反相版本，其中配置抵消电路以经由抵消电容器向电动机施加第二信号。

示例16.示例15的系统，其中转换器电路包括第一多个开关，其中第一多个开关中的每个开关配置用于在多个状态之间切换，以及其中基于时钟信号确定第一多个开关的状态；以及其中抵消电路包括第二多个开关，其中配置第二多个开关的每个开关以在多个状态之间切换，以及其中基于时钟信号确定第二多个开关的状态。

示例17.示例15－16的任意组合的系统，其中，向负载施加第二信号包括向电动机施加第二信号并且向连接至电动机的轴杆的第二负载施加抵消信号。

示例18.一种方法，包括：由第一电路至少部分地基于输入信号产生第一信号，其中第一信号包括共模信号和负载信号；由抵消电路至少部分地基于输入信号产生第二信号，其中第二信号包括共模信号的反相版本；由第一电路施加第一信号至负载；以及由抵消电路施加第二信号至负载。

示例19.示例18的方法，其中第一电路包括第一多个开关，其中第一多个开关的每个开关配置用于在多个状态之间切换，以及其中基于时钟信号确定第一多个开关的状态；以及其中抵消电路包括第二多个开关，其中第二多个开关的每个开关配置用于在多个状态之间切换，以及其中基于时钟信号确定第二多个开关的状态。

示例20.示例18－19任意组合的方法，其中负载包括电动机；以及其中施加第二信号至负载包括由抵消电路经由抵消电容器施加第二信号至电动机；以及由抵消电路经由抵消电容器施加第二信号至连接至电动机的轴杆的第二负载。

已经描述了本公开的各个示例。设计了所述系统、操作或功能的任意组合。这些和其他示例在以下权利要求的范围内。

Claims (17)

1.一种电路，包括：

电子电路，被配置为：

至少部分地基于输入信号产生第一信号，其中所述第一信号包括共模信号和负载信号；以及

施加所述第一信号至负载；以及

抵消电路，被配置为：

至少部分地基于所述输入信号产生第二信号，其中所述第二信号包括所述共模信号的反相版本；以及

经由抵消电容器施加所述第二信号至所述负载，

其中所述抵消电容器被配置为偏置所述负载的至少一个寄生电容，

其中对于所述电子电路的每个有源切换电动机反相器相位而言，所述抵消电路具有一个同时切换相位。

2.根据权利要求1所述的电路，

其中所述电路包括多个开关；

其中所述多个开关中的每个开关被配置为在多个状态之间切换；以及

其中所述多个状态中的每个状态是基于时钟信号确定的。

3.根据权利要求2所述的电路，其中，所述多个开关中的至少一个开关包括绝缘栅双极晶体管。

4.根据权利要求2所述的电路，其中，所述多个开关中的至少一个开关包括晶体管和二极管。

5.根据权利要求1所述的电路，其中，所述第二信号包括所述共模信号的经同步的反相版本。

6.根据权利要求1所述的电路，

其中所述第一信号包括N个相位；

其中所述第二信号包括M个相位；以及

其中N大于或等于M。

7.根据权利要求1所述的电路，

其中所述负载包括电动机；

其中所述电子电路被配置为施加所述第一信号至所述电动机的线圈绕组；以及

其中所述抵消电路被配置为经由第一抵消电容器施加所述第二信号至所述电动机的壳体。

8.根据权利要求7所述的电路，

其中所述抵消电路被进一步配置为经由第二抵消电容器施加所述第二信号至第二负载，所述第二负载被连接至所述电动机的轴杆。

9.一种电路，被配置为：

至少部分地基于输入信号和共模信号产生抵消信号，其中所述抵消信号包括所述共模信号的反相版本；以及

经由第一抵消电容器施加所述抵消信号至负载上的第一点，以及施加所述共模信号至所述负载上的第二点，

其中所述第一抵消电容器被配置为偏置所述负载的至少一个寄生电容，

其中对于所述电路的每个有源切换电动机反相器相位而言，抵消电路具有一个同时切换相位。

10.根据权利要求9所述的电路，

其中所述电路包括多个开关；

其中所述多个开关中的每个开关被配置为在多个状态之间切换；以及

其中所述多个状态中的每个状态是基于时钟信号确定的。

11.根据权利要求9所述的电路，

其中所述负载包括电动机；以及

其中所述电路被进一步配置为经由第二抵消电容器来施加所述抵消信号至第二负载，所述第二负载被连接至所述电动机的轴杆。

12.一种系统，包括：

电动机，包括线圈绕组和壳体；

转换器电路，被配置为：

至少部分地基于输入信号产生第一信号，其中所述第一信号包括共模信号和负载信号；以及

施加所述第一信号至所述电动机的所述线圈绕组；以及抵消电路，被配置为：

至少部分地基于所述输入信号产生第二信号，其中所述第二信号包括所述共模信号的反相版本；以及

经由抵消电容器施加所述第二信号至所述电动机的所述壳体，

其中所述抵消电容器被配置为偏置所述负载的至少一个寄生电容，

其中对于所述转换器电路的每个有源切换电动机反相器相位而言，所述抵消电路具有一个同时切换相位。

13.根据权利要求12所述的系统，

其中所述转换器电路包括第一多个开关，其中所述第一多个开关中的每个开关被配置为在多个状态之间切换，以及其中所述第一多个开关的所述多个状态中的每个状态是基于时钟信号确定的；以及

其中所述抵消电路包括第二多个开关，其中所述第二多个开关中的每个开关被配置为在多个状态之间切换，以及其中所述第二多个开关的所述多个状态中的每个状态是基于时钟信号确定的。

14.根据权利要求12所述的系统，

其中所述抵消电路进一步被配置为施加所述第二信号至负载，所述负载被连接至所述电动机的轴杆。

15.一种方法，包括：

由第一电路至少部分地基于输入信号产生第一信号，其中所述第一信号包括共模信号和负载信号；

由抵消电路至少部分地基于所述输入信号产生第二信号，其中所述第二信号包括所述共模信号的反相版本；

由所述第一电路施加所述第一信号至负载；以及

由所述抵消电路经由第一抵消电容器施加所述第二信号至所述负载，

其中所述第一抵消电容器被配置为偏置所述负载的至少一个寄生电容，

其中对于所述第一电路的每个有源切换电动机反相器相位而言，所述抵消电路具有一个同时切换相位。

16.根据权利要求15所述的方法，

其中所述第一电路包括第一多个开关，并且所述抵消电路包括第二多个开关，以及其中所述方法还包括：

由所述第一多个开关中的每个开关在多个状态之间切换，其中基于时钟信号确定所述第一多个开关的所述多个状态中的每个状态；以及

由所述第二多个开关中的每个开关在多个状态之间切换，其中基于时钟信号确定所述第二多个开关的所述多个状态中的每个状态。

17.根据权利要求15所述的方法，

其中施加所述第一信号至所述负载包括施加所述第一信号至电动机的线圈绕组；以及

其中施加所述第二信号至所述负载包括：

由所述抵消电路经由所述第一抵消电容器施加所述第二信号至所述电动机的壳体；以及

由所述抵消电路经由第二抵消电容器施加所述第二信号至第二负载，所述第二负载被连接至所述电动机的轴杆。

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