MOTOR DRIVE TOPOLOGIES FOR TRACTION AND CHARGING IN ELECTRIFIED VEHICLES

A motor drive system for an electrified vehicle includes a DC source, such as a battery, and an inverter, which includes one or more phase drivers, each configured to switch current from the DC source to generate AC power upon one or more output terminals using a hybrid of two or more different solid-state switches, each having a corresponding voltage rating. A nine-switch inverter includes three phase drivers, each including high, low, and middle solid-state switches, with Si-MOSFET high and low switches having a first voltage rating of half of the rated voltage of the system, and with Gallium Nitride (GaN) transistors rated to block a full rated voltage of the system used for the middle switches. A delay driver synchronizes timing between two different solid-state switches by energizing control terminals at different rates. The inverter can be operated using near-state pulse-width modulation (NSPWM) to reduce switching losses. Un système d'entraînement de moteur pour un véhicule électrifié comprend une source CC, telle qu'une batterie, et un onduleur, qui comprend un ou plusieurs pilotes de phase, chacun étant configuré pour commuter le courant provenant de la source CC pour générer une puissance CA sur une ou plusieurs bornes de sortie à l'aide d'un hybride de deux commutateurs à semi-conducteurs différents ou plus, chacun ayant une tension nominale correspondante. Un onduleur à neuf commutateurs comprend trois pilotes de phase, comprenant chacun des commutateurs à semi-conducteurs haute, basse et moyenne tension, avec des commutateurs haute et basse tension Si-MOSFET ayant une première tension nominale de la moitié de la tension nominale du système, et avec des transistors de nitrure de gallium (GaN) conçus pour bloquer une tension nominale totale du système utilisée pour les commutateurs moyenne tension. Un pilote de retard synchronise le minutage entre deux commutateurs à semi-conducteurs différents par mise sous tension de bornes de commande à des vitesses différentes. L'onduleur peut fonctionner à l'aide d'une modulation de largeur d'impulsion à l'état proche (NSPWM) pour réduire les pertes de commutation.