通过单电阻检测直流母线电流时adc的触发方法、装置的制造方法_2

文档序号:8298033阅读:来源:国知局
t_effective/2 < sample_delay,则所述 ADC 的触发时刻 t_ADtrigger = t_head+deadband+sampIe_deIay ;如果 t_effective/2 ^ sample_window且 t_effective/2 ^ sample_delay,则所述 ADC 的触发时刻 t_ADtrigger = (t_head+deadband+t_taiI) /2。
[0023]根据本发明的一个实施例,所述计算模块根据以下公式计算所述最小脉宽限制t_mpwl:
[0024]t_mpwl = max {t_switch_loss, samp I e_de I ay+samp I e_window}
[0025]其中,t_switch_loss为所述最小脉宽,sample_delay为所述直流母线电流信号上升稳定时间,samp I e_w in do w为所述ADC采样保持时间。
[0026]根据本发明的一个实施例,在修正后的所述PWM波形的前半周期的两个所述有效非零基本矢量工作时间t_effeCtiVe内所述获取模块分别获取同一直流母线电流信号。
[0027]根据本发明的一个实施例,所述ADC的转换过程紧随所述ADC的采样保持过程,并且所述ADC的转换时间sample_converter小于所述死区时间deadband与所述直流母线电流信号上升稳定时间sample_delay之和。
[0028]其中,ADC的转换过程紧随ADC的采样保持过程之后,可简化ADC处理过程。
[0029]本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0030]本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
[0031]图1为根据本发明实施例的通过单电阻检测直流母线电流时ADC的触发方法的流程图;
[0032]图2为根据本发明一个实施例的单电阻检测直流母线电流的电路拓扑图;
[0033]图3为根据本发明一个实施例的单电阻检测直流母线电流的相电流重构方法示意图;
[0034]图4为根据本发明一个实施例的单电阻检测直流母线电流的低调制区和不可观测区的示意图;
[0035]图5为根据本发明一个实施例的单电阻检测直流母线电流的PWM修正方法示意图;
[0036]图6为根据本发明一个实施例的单电阻检测直流母线电流的约束时间图;
[0037]图7为根据本发明一个实施例的单电阻检测直流母线电流的触发方法示意图;
[0038]图8为根据本发明一个实施例的单电阻检测直流母线电流的ADC触发程序流程图;
[0039]图9为根据本发明一个实施例的单电阻检测直流母线电流的软件框图;以及
[0040]图10为根据本发明实施例的通过单电阻检测直流母线电流时ADC的触发装置的方框示意图。
【具体实施方式】
[0041]下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能解释为对本发明的限制。
[0042]下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本发明。此外,本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此夕卜,本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外,以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例,也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例,这样第一和第二特征可能不是直接接触。
[0043]在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是机械连接或电连接,也可以是两个元件内部的连通,可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0044]下面参照附图来描述根据本发明实施例提出的通过单电阻检测直流母线电流时ADC的触发方法以及通过单电阻检测直流母线电流时ADC的触发装置。
[0045]图1为根据本发明实施例的通过单电阻检测直流母线电流时ADC的触发方法的流程图。如图1所示,该通过单电阻检测直流母线电流时ADC的触发方法包括以下步骤:
[0046]SI,获取功率模块的死区时间deadband、直流母线电流信号上升稳定时间samp I e_de I ay、ADC 米样保持时间 sample_window 以及最小脉宽 t_switch_loss。
[0047]S2,根据直流母线电流信号上升稳定时间sample_delay、ADC采样保持时间samp I e_w in do w以及最小脉宽t_switch_loss获取最小脉宽限制t_mpwl,并根据最小脉宽限制t_mpwl和死区时间deadband计算最小非零基本矢量工作时间t_min。
[0048]根据本发明的一个实施例,根据下述公式(I)获取最小脉宽限制t_mpwl:
[0049]t_mpwl = max{t_switch_loss, sample_delay+sample_window} (I)
[0050]其中,t_switch_loss为最小脉宽,sample_delay为直流母线电流信号上升稳定时间,samp I e_w in do w为ADC采样保持时间。
[0051]根据下述公式(2)获取最小非零基本矢量工作时间t_min:
[0052]t_min = deadband+t_mpwl (2)
[0053]其中,deadband为功率模块的死区时间。
[0054]S3,判断非零基本矢量工作时间是否小于最小非零基本矢量工作时间t_min。
[0055]S4,如果非零基本矢量工作时间小于最小非零基本矢量工作时间t_min,对控制功率模块中开关器件的PWM波形进行修正以将ADC采样区间调整到PWM波形的前半周期。
[0056]S5,根据修正后的PWM波形的非零基本矢量工作时间和死区时间deadband计算有效非零矢量工作时间ineffective,并对有效非零矢量工作时间ineffective进行判断以获取ADC的触发时刻t_ADtrigger,以及根据ADC的触发时刻t_ADtrigger触发ADC。
[0057]根据本发明的一个实施例,根据修正后的PWM波形的非零基本矢量工作时间和死区时间deadband计算有效非零矢量工作时间ineffective,具体包括:根据修正后的PWM波形的非零基本矢量工作时间获取修正后的PWM波形的非零基本矢量工作时间的前边沿t_head和后边沿t_tail ;根据前边沿t_head和后边沿t_tail以及死区时间deadband计算有效非零矢量工作时间t_effeCtiVe。即言,根据下述公式(3)计算有效非零矢量工作时间 ineffective:
[0058]ineffective = t_tail - t_head - deadband (3)
[0059]其中,t_head为修正后的PWM波形的非零基本矢量工作时间的前边沿,t_tail为修正后的PWM波形的非零基本矢量工作时间的后边沿。
[0060]根据本发明的一个实施例,对有效非零矢量工作时间ineffective进行判断以获取ADC的触发时刻t_ADtrigger,具体包括:如果t_effective/2 < sample_window,贝丨JADC 的触发时刻 t_ADtrigger = t_tail - sample_window ;如果 t_effective/2 < sample—delay,则 ADC 的触发时刻 t_ADtrigger = t_head+deadband+samp I e_de I ay ;如果 t_effective/2 ^ sample_window 且 t_effective/2 ^ sample_delay,则 ADC 的触发时刻 t_ADtrigger = (t_head+deadband+t_tail)/2。
[0061]根据本发明的一个实施例,在修正后的PWM波形的前半周期的两个有效非零基本矢量工作时间t_effectiVe内分别获取同一直流母线电流信号。即言,在每个PWM波形的前半周期内采样同一直流母线电流信号对应的ADC通道两次,并且分别在PWM波形修正后的两个有效非零基本矢量工作时间内。
[0062]此外,根据本发明的一个实施例,ADC的转换过程紧随ADC的采样保持过程,并且ADC的转换时间sample_converter小于死区时间deadband与直流母线电流信号上升稳定时间 sample_delay 之和。
[0063]其中,ADC的转换过程紧随ADC的采样保持过程之后,可简化ADC处理过程。
[0064]具体地,通常在通过单电阻检测直流母线电流的技术中,电路拓扑如图2所示,仅通过一个电阻采样直流母线电流iDC,然后结合PWM模式对采样到的直流母线电流iDC进行重构以输出电机的三相相电流,达到电机矢量控制和直接转矩控制的电流反馈要求。
[0065]其中,三相相电流的重构方法如图3所示,在每个PWM波形的前半周期有两个非零基本矢量‘和i w,而非零基本矢量工作时间内的直流母线电流与某相相电流相等,这样的话,在每个PWM波形的前半周期内,通过分别在两个非零基本矢量工作时间内检测同一直流母线电流信号,即可得到两相相电流,然后根据基尔霍夫电压电流定律计算得到第三相相电流,从而重构出电机的三相相电流。
[0066]但是,由于受功率模块的死区时间deadband、直流母线电流信号上升稳定时间sample_delay和ADC采样保持时间sample_window的限制,非零基本矢量工作时间不能太短,否则无法准确检测直流母线电流。如图4所示,在低调制区和不可观测区,即在非零基本矢量工作时间小于最小非零基本矢量工作时间t_min时,无法同时直接在两个非零基本矢量工作时间内准确检测直流母线电流,此时,需要采用PWM移相方法对控制功率模块中开关器件的PWM波形进行修正,如图5所示,使得在PWM波形的前半周期满足直流母线电流检测的时间要求,同时保持PWM波形的整个周期的伏秒平衡,即电压矢量合成幅值不变。
[0067]其中,在本发明实施例中,功率模块的死区时间deadband、直流母线电流信号上升稳定时间sample_delay、ADC采样保持时间sample_window和ADC的转换时间sample_converter等约束时间如图6所示,ADC的触发时刻必须设置在图中标示的ADC触发时间范围内。
[0068]在一般家电中,功率模块的死区时间deadband —般在Ius?3us,而开关损耗要求决定的最小脉宽t_switch_loss —般在Ius以上,信号调理电路决定的直流母线电流信号上升稳定时间sample_delay —般在Ius左右,ADC采样保持时间sample_window—般为几百纳秒级别。在本实施例中,由于开关损耗要求决定的
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