一种多相电路的电流采样失效判断方法及装置与流程

本发明属于传感器技术领域，尤其涉及一种多相电路的电流采样失效判断方法及装置。

背景技术：

对于大功率电源的实现，除了选用更大的半导体功率器件以外，另一个常用的做法是选择多路交错并联。交错并联的好处是，既可以成倍数地增大功率，又可以获得高品质的低纹波。而在并联的各个电流源当中，关键的器件是电流采样传感器，系统通过对电流进行采样，从而统一调控，实现均流控制，同时加上相位交错均分360°开关周期相位角，实现低纹波特性。由于该系统中，电流采样传感器是关键器件，系统中，会出现多个采样传感器，在生产的过程中，接线错误、运输震动导致松动、误操作过大电流，这些都会导致各电流源电流采样失效；一旦出现电流采样失效，不但实现不了低纹波特性，更会由于系统的闭环调节作用，使得各路电流失控，甚至造成电路致命损坏。

因此，传统的技术方案中存在电流采样失效，导致电流失控，甚至造成电路致命损坏的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种多相电路的电流采样失效判断方法及装置，旨在解决方案中存在的电流采样失效，导致电流失控，甚至造成电路致命损坏的问题的问题。

一种多相电路的电流采样失效判断方法，包括：

导通多相回路，获取同一时刻的多个相电流传感器采集的多个第一相电流采样值和母线电流传感器采集的第一母线电流采样值；

根据多个所述第一相电流采样值和所述第一母线电流采样值判断多个所述相电流传感器或所述母线电流传感器是否失效；

若是，则按照预设顺序导通每一相回路，获取每一相回路导通时相电流传感器采集的第二相电流采样值和每一相回路导通时母线电流传感器采集的第二母线电流采样值；

根据每一相回路导通时所述相电流传感器采集的所述第二相电流采样值和每一相回路导通时所述母线电流传感器采集的所述第二母线电流采样值，判断每一相的相电流传感器或所述母线电流传感器是否失效。

此外，还提供了一种多相电路的电流采样失效判断装置，包括：

第一获取单元，配置为获取同一时刻的多个相电流传感器采集的多个第一相电流采样值和母线电流传感器采集的第一母线电流采样值；

第一判断单元，配置为根据多个所述第一相电流采样值和所述第一母线电流采样值判断多个所述相电流传感器或所述母线电流传感器是否失效；

第二获取单元，配置为按照预设顺序导通每一相回路，获取每一相回路导通时相电流传感器采集的第二相电流采样值和每一相回路导通时母线电流传感器采集的第二母线电流采样值；

第二判断单元，配置为根据每一相回路导通时所述相电流传感器采集的所述第二相电流采样值和每一相回路导通时所述母线电流传感器采集的所述第二母线电流采样值，判断每一相的相电流传感器或所述母线电流传感器是否失效。

上述的多相电路的电流采样失效判断方法，在导通多相回路时，通过获取同一时刻的多个相电流传感器采集的多个第一相电流采样值和母线电流传感器采集的第一母线电流采样值，判断多个所述相电流传感器或所述母线电流传感器是否失效；在有电流传感器失效时，则按照预设顺序导通每一相回路，根据每一相回路导通时所述相电流传感器采集的所述第二相电流采样值和每一相回路导通时所述母线电流传感器采集的所述第二母线电流采样值，判断每一相的相电流传感器或所述母线电流传感器是否失效。判断方法简单可靠，可以快速判断电流传感器的失效，并快速定位是哪一个电流传感器失效，从而快速准确关闭功率器件，避免功率管损坏，并保证对电流传感器的精确维护。

附图说明

图1为本发明实施例提供的多相电路的电流采样失效判断方法的具体流程图；

图2为本发明实施例提供的多相电路的电流采样失效判断装置的结构框图；

图3是本发明实施例提供的一种终端设备的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1示出了本发明实施例提供的多相电路的电流采样失效判断方法的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

如图1所示，本发明提供的多相电路的电流采样失效判断方法包括：

在步骤s101中，导通多相回路，获取同一时刻的多个相电流传感器采集的多个第一相电流采样值和母线电流传感器采集的第一母线电流采样值。

在本实施例中，本发明提供的电流采样失效判断方法适用于多相电流源系统中，以三相电流源系统为例，其包括：控制器、直流母线电容、构成三相半桥结构的第一功率管、第二功率管、第三功率管、第四功率管、第五功率管、第六功率管、第一相电感、第二相电感、第三相电感，各相电流传感器、输出电容以及母线电流传感器。直流母线电容连接直流母线的正极和负极，第一功率管和第四功率管、第二功率管和第五功率管、第三功率管和第六功率管分别构成半桥结构，上管的漏极、下管的源极分别接直流母线，各半桥结构中点分别连接各路对应的斩波电感的其中一端，电感的另一端接线分别穿过对应的相电流传感器并汇总并接到一起，母线再穿过母线电流传感器接至输出滤波电容，再接至负载为其供电；此外，控制器通过采集各路电流传感器的采样信号，经过调制处理，输出6路pwm信号连接上述6个功率管的控制端，以驱动上述6个功率管。

其中，在电流能源系统运行时，各相电流会发生变化，故需要采集同一时刻下各相电流传感器采集的相电流采样值和母线电流传感器采集的母线电流采样值，以保证采样值的准确以及采样值的可比性。

在步骤s102中，根据多个第一相电流采样值和第一母线电流采样值判断多个相电流传感器或母线电流传感器是否失效。

其中，步骤s102具体包括：

对多个第一相电流采样值进行求和以获取第一母线电流估计值；

比较第一母线电流采样值和母线电流估计值以判断多个相电流传感器或母线电流传感器是否失效。

在实际应用中，在多相电流源系统正常运行时，根据欧姆定律，各相的电流值之和应等于母线的电流值，若相电流传感器和母线电流传感器采样正常的情况下，所有相的相电流传感器采集的相电流采样值之和应该等于母线电流传感器采集的母线电流采样值。故只需要比较验证所有相的相电流传感器采集的相电流采样值之和和母线电流采样值，就可以判断相电流传感器和母线电流传感器是否采样正常。

具体的，若母线电流采样值和母线电流估计值的差值位于第一预设区间，则判定多个相电流传感器和母线电流传感器未失效；若母线电流采样值和母线电流估计值的差值不位于第一预设区间，则判定至少一个相电流传感器或母线电流传感器失效。其中，该第一预设区间是考虑到在实际操作时的误差值，其具体数值范围可以根据实际情况做调整。

在步骤s103中，若是，则按照预设顺序导通每一相回路，获取每一相回路导通时相电流传感器采集的第二相电流采样值和每一相回路导通时母线电流传感器采集的第二母线电流采样值。

在判断相电流传感器和母线电流传感器采样失效，即相电流传感器和母线电流传感器中至少有一个电流传感器采样失效时，需要判断具体是哪一个电流传感器失效，以便对电流传感器进行准确维护。此时，按照预设顺序打开每一相的回路，同时关断其他各相的回路，获取同一时刻的相电流传感器采集的相电流采样值和母线电流传感器采集的母线电流采样值。

在步骤s104中，根据每一相回路导通时相电流传感器采集的第二相电流采样值和每一相回路导通时母线电流传感器采集的第二母线电流采样值，判断每一相的相电流传感器或母线电流传感器是否失效。

若回路导通时该回路对应的相电流传感器采集的第二相电流采样值和回路导通时母线电流传感器采集的第二母线电流采样值的差值位于第二预设区间，则判定该时刻该相回路对应的电流传感器采样正常；若每一相回路导通时相电流传感器采集的第二相电流采样值和每一相回路导通时母线电流传感器采集的第二母线电流采样值的差值均不位于第二预设区间，则判定母线电流传感器采样失效；若至少有一相回路导通时相电流传感器采集的第二相电流采样值和每一相回路导通时母线电流传感器采集的第二母线电流采样值的差值均位于第二预设区间，且回路导通时该回路对应的相电流传感器采集的第二相电流采样值和回路导通时母线电流传感器采集的第二母线电流采样值的差值不位于第二预设区间，则判定该相回路对应的相电流传感器失效。

在本实施例中，当判断相电流传感器和母线电流传感器中至少一个电流传感器失效时，可以进一步判断定位是哪一个电流传感器失效，从而快速关闭对应的电流传感器所在的回路，进行快速的定位维护。在具体操作中，以三相电路系统为例，通过控制器输出不同的pwm信号控制各个功率管的导通和关断，从而按照预设顺序打开每一相的回路，同时关断其他各相的回路。具体的，控制第一相回路导通，第二相回路、第三相回路关断，在同一时刻获取第一相电流传感器采集的电流值和母线电流传感器采集的电流值，若第一相电流传感器采集的电流值和母线电流传感器采集的电流值的差值位于第二预设区间，则判定第一相电流传感器采样正常；控制第二相回路导通，第一相回路、第三相回路关断，在同一时刻获取第二相电流传感器采集的电流值和母线电流传感器采集的电流值，若第二相电流传感器采集的电流值和母线电流传感器采集的电流值的差值位于第二预设区间，则判定第二相电流传感器采样正常；控制第三相回路导通，第一相回路、第二相回路关断，在同一时刻获取第三相电流传感器采集的电流值和母线电流传感器采集的电流值，若第三相电流传感器采集的电流值和母线电流传感器采集的电流值的差值位于第二预设区间，则判定第三相电流传感器采样正常。若上述三相回路导通时相电流传感器采集的第二相电流采样值和每一相回路导通时母线电流传感器采集的第二母线电流采样值的差值均不位于第二预设区间，则判定母线电流传感器采样失效；若上述三相回路中至少有一相回路导通时相电流传感器采集的第二相电流采样值和每一相回路导通时母线电流传感器采集的第二母线电流采样值的差值均位于第二预设区间，且回路导通时该回路对应的相电流传感器采集的第二相电流采样值和回路导通时母线电流传感器采集的第二母线电流采样值的差值不位于第二预设区间，则判定该相回路对应的相电流传感器失效。对于其他多相电路的电流传感器的失效判断方法，可以参照上述三相电路的判断方法，对所有的电流传感器依次进行失效判断。

上述的多相电路的电流采样失效判断方法，在导通多相回路时，通过获取同一时刻的多个相电流传感器采集的多个第一相电流采样值和母线电流传感器采集的第一母线电流采样值，判断多个相电流传感器或母线电流传感器是否失效；在有电流传感器失效时，则按照预设顺序导通每一相回路，根据每一相回路导通时相电流传感器采集的第二相电流采样值和每一相回路导通时母线电流传感器采集的第二母线电流采样值，判断每一相的相电流传感器或母线电流传感器是否失效。判断方法简单可靠，可以快速判断电流传感器的失效，并快速定位是哪一个电流传感器失效，从而快速准确关闭功率器件，避免功率管损坏，并保证对电流传感器的精确维护。

图2示出了本发明一实施例提供的一种多相电路的电流采样失效判断装置的结构框图，该电流采样失效的检测装置包括的各单元用于执行图1对应的实施例中的各步骤。具体请参阅图1所对应的实施例中的相关描述。为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分。

参见图2，该电流采样失效判断装置包括：

第一获取单元21，配置为获取同一时刻的多个相电流传感器采集的多个第一相电流采样值和母线电流传感器采集的第一母线电流采样值；

第一判断单元22，配置为根据多个第一相电流采样值和第一母线电流采样值判断多个相电流传感器或母线电流传感器是否失效；

第二获取单元23，配置为按照预设顺序导通每一相回路，获取每一相回路导通时相电流传感器采集的第二相电流采样值和每一相回路导通时母线电流传感器采集的第二母线电流采样值；

第二判断单元24，配置为根据每一相回路导通时相电流传感器采集的第二相电流采样值和每一相回路导通时母线电流传感器采集的第二母线电流采样值，判断每一相的相电流传感器或母线电流传感器是否失效。

在其中一个实施例中，第一判断单元22包括：

计算模块，配置为对多个第一相电流采样值进行求和以获取第一母线电流估计值；

第一比较模块，配置为比较第一母线电流采样值和母线电流估计值以判断多个相电流传感器或母线电流传感器是否失效。

在其中一个实施例中，第一比较模块包括：

第一判定模块，配置为在母线电流采样值和母线电流估计值的差值位于第一预设区间，判定多个相电流传感器和母线电流传感器未失效；

第二判定模块，配置为在母线电流采样值和母线电流估计值的差值不位于第一预设区间，判定至少一个相电流传感器或母线电流传感器失效。

在其中一个实施例中，第二判断单元24包括：

第三判定模块，配置为在回路导通时该回路对应的相电流传感器采集的第二相电流采样值和回路导通时母线电流传感器采集的第二母线电流采样值的差值位于第二预设区间，判定该时刻该相回路对应的电流传感器采样正常；

第四判定模块，配置为在每一相回路导通时相电流传感器采集的第二相电流采样值和每一相回路导通时母线电流传感器采集的第二母线电流采样值的差值的差值均不位于第二预设区间，判定母线电流传感器采样失效；

第五判定模块，配置为在至少有一相回路导通时相电流传感器采集的第二相电流采样值和每一相回路导通时母线电流传感器采集的第二母线电流采样值的差值的差值均位于第二预设区间，且回路导通时该回路对应的相电流传感器采集的第二相电流采样值和回路导通时母线电流传感器采集的第二母线电流采样值的差值不位于第二预设区间，判定该相回路对应的相电流传感器失效。

图3是本发明另一实施例提供的一种终端设备的示意图。如图3所示，该实施例的终端设备3包括：处理器30、存储器31以及存储在存储器31中并可在处理器30上运行的计算机程序32。处理器30执行计算机程序32时实现上述各个信号过冲的分析方法实施例中的步骤，例如图1所示的s101至s104。

示例性的，计算机程序32可以被分割成一个或多个单元，一个或者多个单元被存储在存储器31中，并由处理器30执行，以完成本发明。一个或多个单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序32在终端设备3中的执行过程。例如，计算机程序32可以被分割成第一获取单元21、第一判断单元22、第二获取单元23以及第二判断单元24，各单元具体功能如下：

第一获取单元21，配置为获取同一时刻的多个相电流传感器采集的多个第一相电流采样值和母线电流传感器采集的第一母线电流采样值；

第一判断单元22，配置为根据多个第一相电流采样值和第一母线电流采样值判断多个相电流传感器或母线电流传感器是否失效；

第二获取单元23，配置为按照预设顺序导通每一相回路，获取每一相回路导通时相电流传感器采集的第二相电流采样值和每一相回路导通时母线电流传感器采集的第二母线电流采样值；

第二判断单元24，配置为根据每一相回路导通时相电流传感器采集的第二相电流采样值和每一相回路导通时母线电流传感器采集的第二母线电流采样值，判断每一相的相电流传感器或母线电流传感器是否失效。

所述终端设备3可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述终端设备可包括，但不仅限于，处理器30、存储器31。本领域技术人员可以理解，图3仅仅是终端设备3的示例，并不构成对终端设备3的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

所称处理器30可以是中央处理单元(centralprocessingunit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmablegatearray，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。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述存储器31可以是所述终端设备3的内部存储单元，例如终端设备3的硬盘或内存。所述存储器31也可以是所述终端设备3的外部存储设备，例如所述终端设备3上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smartmediacard，smc)，安全数字(securedigital，sd)卡，闪存卡(flashcard)等。进一步地，所述存储器31还可以既包括所述终端设备3的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器31用于存储所述计算机程序以及所述终端设备所需的其他程序和数据。所述存储器31还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。